線性系統(tǒng)參數特征結構配置與振動主動控制.pdf

1、隨著線性系統(tǒng)越來越復雜，系統(tǒng)的維數變的越來越大，系統(tǒng)分析和設計的工作量隨維數的增加而迅速增長，導致所謂的：“維數災難”。不僅造成計算機的沉重負荷，而且難以滿足在線實時控制的要求。在線性系統(tǒng)控制器的設計過程中，解決這種問題的主要思想方法是并行計算和簡化。本文就是以特征結構配置為線索，按照上面的兩種思想方法進行了研究，并把研究成果運用在振動系統(tǒng)中，減小振動系統(tǒng)的振幅。因此，本文的研究問題可以總結為如下兩點。 1)減少特征結構配置的計

2、算量，提高反饋控制矩陣的計算速度。 2)將特征結構配置應用在振動系統(tǒng)的主動控制中，減小系統(tǒng)的振幅。 為了解決上述問題，本文在以下幾個方面進行了創(chuàng)新性工作： 第一：設計了參數化特征結構配置方法的并行計算方法。該方法與傳統(tǒng)的特征結構配置方法相比較，不但可以并行計算，提高計算速度，而且還可以對部分極點進行配置，使特征結構配置方法更易于在工程實踐中應用。文中還將此方法應用于魯棒特征結構配置，通過數值仿真說明了算法是可行的

3、。針對比例阻尼系統(tǒng)的特殊性，文中還提出了一種比例阻尼系統(tǒng)的特征結構參數化方法。該方法是將比例阻尼系統(tǒng)轉化到模態(tài)空間進行計算，不需要將二階振動系統(tǒng)轉變?yōu)橐浑A的狀態(tài)方程。在模態(tài)空間中，特征值和特征向量的配置是分開進行的，在特征值進行精確配置的同時，可以將特征向量進行參數化表示。 第二：設計了主要模態(tài)特征結構配置方法，此方法是以簡化計算為目的進行設計的。在振動系統(tǒng)中，系統(tǒng)的位移響應主要是由主要模態(tài)決定的。因此在優(yōu)化過程中，只對主要模態(tài)

4、進行優(yōu)化，忽略其他模態(tài)，這樣就得到了主模態(tài)特征結構配置方法，仿真說明此方法具有良好的控制效果。此方法是以本章設計的主要模態(tài)參數化方法為基礎，但是需要強調說明的是主要模態(tài)特征結構配置方法使系統(tǒng)的全部特征向量發(fā)生了變化。本文同時研究了主要模態(tài)參數化方法在特征值反問題中的應用，討論了具有約束的特征結構配置問題。 第三：設計了部分模態(tài)特征結構配置方法，為了進一步簡化計算，在保證其他模態(tài)不變的情況下優(yōu)化主要模態(tài)，這就是設計的部分模態(tài)特征結