轴系中扭转弹性的主动控制研究

建立了单一控制源单一误差传感器前馈控制形式的扭转弹性波主动控制系统，并以位移响应为目标函数研究了扭转弹性波主动控制的最优控制效果问题以及控制力的确定。建立了扭转弹性波主动控制的试验装置以及以TMS320C25高速单片机为核心的单通道自适应控制器，以直轴为试验对象，开展了扭转弹性波动的主动控制试验研究。并对理论研究和实验结果进行了比较。     

弹性波主动控制中LMS算法的最佳收敛系数问题研究

对扭转弹性波的主动控制系统以及LMS算法进行了描述。通过对直轴中扭转弹性波主动控制的仿真计算，讨论了LMS算法中的收敛系数对控制系统收敛时间的影响。重点讨论了弹性波控制中误差传递途径相对于主激励源的时间延迟与收敛系数以及收敛时间的关系，并回归出最佳收敛系数与延迟时间之间的倒数关系。同时通过对期望信号和误差信号当量传递函数的研究，从理论上确定了最佳收敛系数与延迟时间的关系，两者的研究结果是一致的。     

结构振动控制中的弹性波主动控制技术

本文概述了结构振动主动控制中模态控制方法的局限性,讨论了弹性波主动控制技术的发展过程,重点总结和评述了近年来弹性波主动控制技术的一些特点。     

三维耦合Timoshenko梁功率流主动控制研究

研究了三维耦合梁结构中的功率流传播与主动控制。首先基于Timoshenko梁理论,采用行波方法建立了包含弯曲波、纵波与扭转波的三维耦合梁结构动力学模型,并获得了其精确动力学响应;进一步得到结构中传播的主动功率流,分析了纵波与扭转波对总功率流计算结果的影响;以主动功率流为目标函数,优化得到了最优控制力的大小与相位,然后对结构施加最优控制力,最终实现了三维耦合梁结构的功率流主动控制;进行了数值仿真,结果表明:采用行波方法计算三维耦合梁结构的动力学响应准确可靠;在进行三维耦合梁结构功率流计算时,需考虑纵波和扭转波的影响;包含剪切变形和转动惯量影响的Timoshenko梁模型较Euler-Bernoulli梁模型计算的结果更为精确,且在中、高频段尤为突出;功率流主动控制可以明显降低三维耦合梁结构在频域和空间域中的振动功率流,且最优控制力的微小偏差与误差传感器的位置对控制效果的影响较小。     

基于Mindlin板理论对悬臂板结构实施振动控制

将航天悬臂结构模化平板,基于Mindlin弹性厚板理论,采用波控制方法,对悬臂板的振动主动控制问题做了研究.板的振动描述为传播波和衰减波的叠加,弹性波入射到结构不连续处会产生反射波和透射波.根据板在波控制力施加处的广义位移和内力的连续性条件,确定了板中波的反射系数和透射系数.采用波控制方法,通过吸收结构振动的能量特别是高频传播波携带的能量,实现了对板横向位移的振动控制.分析研究了单位力扰动下悬臂板的振动问题.具体给出了PD反馈波控制器设计方法,并对实施PD反馈波控制前后的数值结果进行了分析讨论.     

基于压电换能器的柔性梁动力学建模及主动振动控制

本文以Euler-Bernoulli柔性梁为研究对象,在铰接-自由的边界条件下,运用哈密尔顿原理以及变分和积分的数学方法建立了柔性梁系统的动力学模型.采用假设模态法离散柔性梁的弹性变形,通过数值求解得到柔性梁弹性变形的振型函数.为了能够快速抑制柔性梁的弹性振动,基于压电换能器对其进行主动振动控制.结合压电换能器的传感器和作动器的动力学模型,推导了压电换能器主动控制力作用下柔性梁系统的整体动力学方程.利用MATLAB/Simulink对所建立的动力学模型进行仿真实验研究,发现在施加外界主动控制力的作用下,柔性梁系统的弹性振动得到了有效的抑制.     

基于声能量密度的自适应主动结构声控制研究

目前,基于自适应滤波的噪声主动控制系统目标有:声势能控制、均方声压控制、声能量密度控制,声势能和均方声压控制忽略了声场动能,使得某处声势能的降低的同时动能增加,以至于封闭声场的总能量增加,产生控制溢出.以矩形封闭空间结构振动-声耦合系统的为研究对象,采用力控方式,建立了以声能量密度最小为控制目标的自适应主动结构声控制系统(ASAC).在应用模态叠加法建立低频声传递函数基础上,分别对腔体弹性壁单频激励振动噪声、有限带宽随机激励振动噪声进行了控制仿真研究.仿真结果表明,基于声能量密度的主动控制比基于均方声压的主动控制降噪效果明显,并使控制后封闭空间声场较为均匀,对溢出问题有明显的改善.此外,还研究了平面上传感器位置变化对降噪效果的影响.     

混合动力挖掘机轴系扭振的主动控制仿真

为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响,分析动力轴系扭振的原因,提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能,得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型,建立基于AME Sim-Simulink的多动力源复杂轴系扭振仿真模型;以电机转矩为控制变量,以液压泵负载为干扰量,以扭振最小为控制目标,应用2阶模糊PID控制分别对阶跃负载和6 t混合动力挖掘机实际工况负载进行仿真计算。通过分别对比控制前后轴系转动速度、扭振情况以及扭转角大小,可以看到采用主动控制方式可以使轴系转动速度密切跟踪给定转速曲线,同时显著减小轴系扭转振动,降低扭转角的波动,快速达到稳定状态,结果表明通过模糊PID进行主动控制可以有效地改善混合动力系统轴系扭振情况。     

汽轮发电机组轴系扭振冲击和共振响应的主动控制

在多级阶梯轴系扭振弹性波解析分析的基础上 ,建立了一般转子轴系扭振主动控制的理论模型 ,提出了一种适合工程应用的转子轴系扭振主动控制方法 ,并以总扭振能最小为控制目标 ,对一台 30 0 MW汽轮发电机组轴系在多种激励下的扭振响应及其主动控制特性进行了计算机模拟 ,还利用扭振模拟实验台对轴系出现共振时的扭振稳态响应及其主动减振效果进行了考核     

结构主动控制的实验研究

结构主动控制是结构振动控制的一种最为有效的方式，属土木工程中的高科技领域，目前国内外对结构主动控制理论和算法已有一些研究，其试验研究很少，美国国家Ｂｕｆｆａｌｏ地震工程研究中心Ｔ．Ｔ．Ｓｏｏｎｇ教授进行了世界上第一个结构主动控制试验，本试验是我国第一个结构主动控制试验。本文针对五层钢框架（１：４）模型设计建立了主动质量阻尼（ＡＭＤ）主动控制系统，成功地完成了ＡＭＤ主动控制试验，并对试验结果进行了分