柔性智能桁架结构振动的主动控制方法实验研究

在只获得加速度的情况下,针对空间柔性智能桁架结构,进行了主动控制方法时仿真实验。实验通过加速度传感器测量加速度,建立了有信号调理、模数转换和微机实时测控的实时计算机控制系统。通过扫频激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点30y方向的固有频率和阻尼比的变化情况及控制某一阶模态时被控模态响应曲线。验证了采用独立模态空间控制方法设计的空间柔性智能桁架结构振动主动控制规律的实用性。实验结果表明该控制使被控模态阻尼比增加,频响函数的幅值衰减减较大,有较明显的控制效果。     

挠性航天器的姿态控制：混合灵敏度方法

研究具有挠性附件航天器的姿态控制问题，运用Ｈ＿∞混合灵敏度方法作计算机辅助设计，所得计算机仿真结果证明本文所采用的设计方法是可行的和成功的．     

柔性结构振动主动控制器的μ综合设计方法

在设计柔性结构振动主动控制器时,考虑了受控子系统参数摄动的一种典型情况：模态频率和模态阻尼的建模误差,并用线性分式变换的形式在状态方程描述的框架里,用一个对角块结构表达出这种参数不确定性;同时,把残余子系统视作对受控子系统的一种摄动,将溢出稳定性问题转化为同时含有参数不确定性与未建模动态的系统鲁棒稳定性问题;利用μ理论中的鲁棒性能定理,引入虚拟不确定块,把抑制外部扰动的鲁棒性能问题,统一到上述鲁棒稳定性问题中.最后通过最小化一个结构奇异值μ得到的控制器,以保证具有上述混合不确定性的闭环系统稳定并满足鲁棒性能要求.该方法在控制器设计时计入了混合不确定性块的结构特征,避免了常规（）∞鲁棒控制器在处理此类问题时的保守性.仿真算例表明该方法是有效的.     

基于外扰观测器的双通道航天器姿态控制方法

该文提出一种基于外扰状态观测器的航天器姿态控制方法。该方法基于航天器姿态控制模型的线性形式,利用双通道控制原理,分别设计镇定补偿器和伺服补偿器解决恒值调节和随动跟踪问题,通过状态反馈实现极点配置,使系统满足给定的动态和静态指标,同时用外扰状态观测器获取干扰量估计并通过补偿通道对干扰进行抑制和消除。仿真结果表明:该系统具有良好的静态和动态特性,同时具有较强的抗干扰能力和一定的工程应用价值。     

基于动态输出反馈的挠性航天器主动振动抑制

针对航天器三轴同时姿态机动时挠性附件的振动抑制问题,提出了基于动态输出反馈控制的主动振动抑制方法。采用拉格朗日方法和四元数参数化建立了挠性航天器的非线性模型。利用航天器姿态控制问题固有的无源性,设计了1种仅利用姿态四元数而无需以角速度测量、挠性变形位移及速率测量作为反馈的动态控制规律,并采用压电作动器来抑制挠性结构的振动。基于Lyapunov方法证明了所设计的动态控制器保证了姿态的渐近稳定和模态的振动的衰减。仿真结果表明了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

一类柔性耦合复杂系统的振动主动控制

建立了一类柔性基础、刚性设备的复杂系统主动隔振模型,考虑了设备、隔振器、作动器和柔性基础的耦合作用。用有效导纳来描述作动器的控制力,以传输到基础的功率流为目标函数,采用子结构导纳综合法推求主动隔振控制表达式。探讨了PID等主动控制策略,达到了控制系统若干阶模态振动的目的。     

柔性结构的自组织模糊主动振动控制

提出一种在线自组织模糊逻辑控制器的设计,该设计应用于含压电驱动器柔性结构的振动控制中,不需建模,可用输入／输出历史数据生成模糊规则,将生成的规则存储在模糊规则库中,通过自组织过程进行在线更新、同时对悬臂梁分别在瞬态和正弦激振下的模糊主动控制进行了仿真实验,结果表明,该控制器对上述两种激励的振动比传统模糊控制器有更明显的抑制作用。     

大跨空间结构振动主动控制原理与方法研究

大跨空间结构跨度大,质量轻,具有较好的适用性,但是其体系复杂,建造技术高、难度大,在动力荷载作用下往往会产生较大幅度的振动,而采用主动控制技术可以有效地控制结构的振动,为保障这类结构的安全可靠提供了一个新途径。论文分析了主动控制系统的组成及工作原理,探讨了控制系统中智能作动器的发展现状,并介绍了常用的主动控制算法。     

柔性结构振动主动控制中传感器/执行器位置优化研究

从二维柔性板的状态空间表达式出发 ,采用一种基于能量的传感器 /执行器的最优配置策略。使用该准则可以很自然地研究整个动态模型的可控性和可观性 ,进而确定传感器和执行器的位置。实例中的针对柔性板的数值仿真过程表明了该准则的有效性     

变姿态柔性机械臂横向振动主动控制理论与实验

综合模态控制和极点配置方法来抑制变姿态柔性机械臂的横向振动.建立了工程适用的柔性机械臂回转系统简化动力学模型,通过模态滤波器和状态观测器实现机械臂末端横向加速度到模态速度和模态位移的转换,结合极点配置法获得当前姿态下系统的模态增益系数,可计算得到模态控制力和实际控制力.实现了基于NI控制器和回转液压作动器的主动控制实验系统,开展了变姿态条件下柔性机械臂横向振动主动控制实验,结果验证了上述方法对变姿态条件下柔性机械臂横向振动抑制的有效性.     

复合柔性结构航天器动力学建模研究

柔性航天器动力学建模的传统方法是采用混合坐标法，针对中心刚体带大型柔性附件类的航天器，这种方法在理论建模和工程应用方面都获得了极大的成功。在中心刚体加柔性附件类航天器柔性动力学研究成果基础上，通过计及柔性体与柔性体连接点间的复合位移变形，利用混合坐标法建立了复合柔性结构航天器动力学模型，其软件系统DASFA 2.0已初步用于工程分析设计。     

柔性杆梁结构振动主动控制的有限元分析

基于结构的有限元模型，用分段压电片作为控制执行器，利用线性二次优化法，由Ｒｉｃｃａｔｉ方程求出反馈增益矩阵及反馈控制力，并由此对系统（悬壁梁主体结构）实施的主动控制进行了有效地计算机模拟。     

旋转柔性智能结构振动滑模控制方法研究

基于Hamilton原理和高阶模型理论,建立了旋转刚柔耦合智能结构的动力学模型,并通过滑模变结构控制(SMC)对结构的振动进行控制.通过一阶近似模型理论考虑了结构轴向、横向和转角相互间的耦合作用,即考虑了柔性梁和智能材料的几何非线性.利用有限元方法得到了考虑离心刚化效应的有限维模型.利用滑模控制方法对结构的振动进行抑制.滑模面通过最优化方法得到.数值仿真结果表明滑模控制方法有效地控制了带有参数扰动的旋转柔性智能结构振动.     

复合材料层合板振动主动控制的方法研究

根据H am ilton原理,推导出复合材料层合板在四边简支的边界条件和各阶板理论下的振动控制方程,求得系统的频率、振幅。利用能量准则求出线性二次型最优调节器(LQR)方法中的权系数矩阵Q和R的值,求解R iccati方程后,得到位移和控制力;并利用M athem atic对系统进行仿真分析,得到各种因素对系统振动控制的影响,为以后控制和优化系统提供有力的根据。     

动能拦截器姿态控制与振动的若干问题

动能拦截器姿态控制采用发动机产生的脉宽调制的脉冲力, 容易诱发弹体产生弹性振动,拦截器的弹性振动信号会被弹上敏感元件测量到,并被引入制导控制闭环回路,形成反馈作用,使控制系统的动态品质变差,甚至会因失稳而导致拦截失败.因此研究末制导拦截器的弹性振动与控制的耦合问题,以及将弹性振动引入控制系统的方法,对拦截器的精确控制具有重要意义.     

柔性结构振动主动控制的气浮机动台实验系统

针对目前存在的对具有刚性运动基的刚体－柔性体耦合结构的振动主动控制缺乏深入研究的状况,阐述了建立该实验系统的意义,详细介绍了气浮机动台实验系统的各组成部分及作用,整个系统已基本建成,使运动基在气浮状态下以不同的角速度实现不同的角位移。     

基于FULMS算法的压电机敏柔性结构振动主动控制

面向航空航天器挠性结构振动主动控制研究背景,针对FXLMS控制算法无法直接从振动结构提取参考信号的缺陷,以经过传感器作动器优化配置的压电机敏柔性梁为模型结构,研究了一种基于多通道FULMS算法的结构振动主动控制器.针对参考信号取自激振信号和直接取自振动结构两种情况,对FXLMS控制算法及FULMS控制算法进行了仿真分析与验证;结果表明FXLMS算法高度依赖参考信号选取,FULMS算法相对FXLMS算法具有更好的收敛性,且能够实现参考信号直接提取策略.在此基础上构建了测控系统和实验平台,进行基于多通道FULMS控制算法的压电柔性结构振动主动控制实验,验证了参考信号从振动结构中直接提取策略的可行性与多通道FULMS控制算法的有效性.     

冰激柔性锥体振动实验研究

针对冰激柔性锥体振动实验研究开展得很少的现状,利用DUT-1非冻结可破碎模型冰进行了冰速变化时冰激锥体振动的室内实验模拟．模型锥体材料采用普通钢材,设计了更为贴近实际的多自由度锥体结构模型,应用改进的动态载荷时域识别方法,依据结构的位移、加速度和应变等混合动态响应,识别了冰-锥体结构动力相互作用过程中的动冰力．实验结果表明,冰激柔性锥体振动是一种以低频振动为主、间歇性的随机受迫振动和自由阻尼振动,作用于锥体上的动冰力频率成分丰富．     

大型空间柔性组合航天器动力学建模与控制

航天器在轨组装制造和在轨服务维护任务中,捕获航天器通过空间机械臂捕获目标航天器后,整个系统构成一个大型空间柔性组合航天器.本文首先建立了综合考虑机械臂关节、臂杆和航天器太阳翼等柔性部件振动影响的组合航天器动力学模型,采用非线性扭簧模型描述柔性关节,采用假设模态法和有限元法描述柔性臂杆和太阳翼,通过动量守恒和拉格朗日方法推导了柔性组合航天器的动力学方程.然后设计了柔性组合航天器轨迹跟踪与振动抑制复合控制系统,采用奇异摄动方法对组合航天器动力学模型进行了降阶分解,在快慢两种不同时间尺度内分别独立设计了控制器.最后通过数值仿真验证了建模和控制方法的有效性.仿真结果表明,本文所建动力学模型精确有效,能够准确反映柔性组合航天器的运动学和动力学特性;复合控制方法能够保证组合航天器在实现机械臂精确轨迹跟踪控制的同时有效抑制柔性部件振动,具有工程实用性.     

发动机振动主动控制系统低能耗研究

针对发动机主动控制耗能大的问题,自主设计了一款新型高效的振动发电机来收集振动能量,并通过外接电路将收集的振动能量用于发动机振动主动控制中;基于振动理论,建立了单自由度发动机振动主动控制系统数学模型,利用PID控制策略,以正弦信号代替发动机的二阶惯性力作为激励源,通过Simulink仿真工具进行了仿真分析。结果表明,新型振动发电机用于低、中频段振动信号中可以有效地减少外部功能;采用PID控制可以在较宽的频率范围内衰减垂直振动,满足减震要求。