壓電加筋板結(jié)構(gòu)時滯振動主動控制研究.pdf

1、加筋板結(jié)構(gòu)既能提高結(jié)構(gòu)的可靠性、耐用性和經(jīng)濟性，又能減輕結(jié)構(gòu)重量，由其組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于航空航天、機械、船舶、汽車和建筑等眾多領(lǐng)域。因此設(shè)計有效控制方法對加筋板的振動進行控制，是研究的熱點問題。加筋板上筋條的不對稱等因素會引起系統(tǒng)非線性增強，控制過程中要考慮非線性因素。另外，在控制過程中，控制動作往往存在著不同程度的時間滯后，導(dǎo)致控制效果不佳，為了改善時滯系統(tǒng)的控制效果，需要對其控制進行時滯補償。
　　本文以壓電智能加筋

2、板結(jié)構(gòu)為研究對象，利用壓電陶瓷做傳感器和驅(qū)動器，對加筋板進行振動模態(tài)識別、振動主動控制及時滯補償?shù)睦碚摵蛯嶒炑芯?。主要?nèi)容如下:
　　第二章闡述了壓電元件工作原理和壓電方程基本理論，并根據(jù)上述基本理論建立了加筋板機電耦合力學(xué)方程和狀態(tài)空間方程。使用ANSYS軟件對加筋板三維模型進行了模態(tài)分析，得到了其前二階模態(tài)頻率。運用北京波普實驗振動平臺，通過掃頻激勵法對加筋板進行實驗?zāi)B(tài)分析。通過理論與實驗的方法對加筋板進行模態(tài)參數(shù)識別，為下

3、文MCS控制仿真和實驗做準備。
　　第三章簡述了最小控制合成算法（MCS算法）的基本原理，并推導(dǎo)了算法的各個參數(shù)數(shù)學(xué)表達式。根據(jù)第二章中模態(tài)識別參數(shù)，運用Matlab-Simulink軟件編寫了相應(yīng)的MCS算法程序，進行振動控制仿真研究。
　　第四章首先對時滯進行了簡單的介紹，并分析了時滯的產(chǎn)生原因和對系統(tǒng)的影響，然后簡述smith預(yù)估器時滯補償?shù)幕驹?，并根?jù)其時滯補償?shù)脑順?gòu)建時滯補償因子添加到標準的MCS算法中，形成

4、新的具有時滯補償功能MCS算法，并對算法進行穩(wěn)定性證明。最后，通過Matlab-Simulink軟件對新的算法進行仿真，結(jié)果表明添加時滯補償?shù)腗CS算法對時滯振動具有較好振動控制效果。
　　第五章通過Smith預(yù)估器的弱魯棒性和時滯補償算法的缺陷的分析，提出用自適應(yīng)Smith預(yù)估器添加到MCS算法中，結(jié)合李雅普諾夫第二法設(shè)計自適應(yīng)因子，構(gòu)建時滯補償?shù)腗CS算法。利用Lissajou圖形法測量了控制系統(tǒng)的時滯，編寫MCS算法的Lab