最优极点配置法在梁式结构振动主动控制中的应用

本文在常规极点配置的基础上,将最优极点配置方法应用于梁式结构的振动主动控制系统的设计。在评价函数中考虑观测器增益阵和反馈增益阵,使它们各自的迹之和最小。在约束中除了满足常规极点配置的观测器特征方程和受控结构的特征方程外还对系统极点的实部及阻尼进行了约束。通过一个梁式结构的算例表明该方法是可行的,设计出的系统的抑振效果是明显的。     

振动控制极点配置法改进

本文在分析常规极点配置方法的基础上，根据零点、极点对系统动态特性作用的原理，对它进行了改进。文中的分析结果表明：在前向通路引入Ｍ因子，增强了反馈结构影响闭环系统零点的能力。算例结果也表明改进算法改变了系统的零点，而极点不变，从而达到改善振动控制效果的目的。     

振动系统的特征结构配置设计

考虑了振动系统特征结构配置设计问题，其目的是设计比例加微分反馈控制律使得闭环振动系统具有期望的特征值和特征向量。基于一类矩阵方程的参数化解，给出了该比例加微分反馈特征结构配置设计参数化方法。该参数化方法提供的自由参量为振动控制系统设计提供了全部自由度，可适当选取这些参量来满足某些性能指标，如鲁棒性等。此外，该特征结构配置参数化方法直接基于振动系统参数矩阵，无须对振动系统进行变换并将其转化一阶线性系统。最后，通过数值例子验证了所提振动系统比例加微分反馈特征结构配置参数化方法的有效性。     

一类Timoshenko梁振动系统的渐近稳定性与极点配置

利用了算子半群理论、无条件基理论和（Ｄ）类算子理论讨论了一类Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁振动系统,给出了闭环系统渐近稳定与极点配置的条件。     

具有极点约束的线性振动系统的一种主动控制设计:LMI方法

本文讨论具有闭环极点约束的线性振动系统状态反馈主动控制设计问题。极点约束集是左半复平面上一个由圆形和带状区域构成的凸域，以闭环系统的H2指标为优化目标，将该设计问题转化成一个易于计算的线性矩阵不等式（LMI）约束的凸优化问题求解。最后运用本文方法对一个双层隔振系统模型进行状态反馈控制设计，并给出数值仿真结果。     

振动控制的最优反馈特征结构配置

依据系统响应与特征结构配置的内在关系，本文提出了振动控制的最优反馈特征结构配置，将目前尚未解决的控制指标参数选择与结构固有特性配置联系起来，针对结构所承受的载荷形式．利用多目标优化理论，确定出系统的理想特征结构，通过建立满足理想特征结构配置的目标函数以及保证最优性的Ｌｙａｐｕｎｏｖ约束方程；使经过优化求得的控制反馈具有满意的控制品质，而且消耗的控制能也最小。     

结构主动控制最优极点配置算法研究

针对结构主动控制极点配置理论所得控制力矩阵的不唯一性,提出一种基于结构主动控制极点配置的优化算法。该算法与经典LQR最优主动控制主要区别表现在用于结构主动控制时不受加权矩阵Q和R的影响,具有明显的物理或工程意义。首先,对比了结构主动控制系统各数学模型之间的相互关系,依据传递函数矩阵的唯一性, 在复平面内进行最优零极点配置;其次,构造基于期望零极点的目标传递函数矩阵,并对传递函数矩阵进行目标最小实现,从而实现结构主动控制的最优极点配置;最后采用算例说明本文算法的有效性和实用性。     

碰撞振动系统的状态预测反馈控制

针对碰撞振动系统发生分岔和混沌的实际情况，提出了基于状态变量预测的反馈控制策略。构造了状态变量预测反馈控制器，理论分析了控制系统的稳定性，通过选取适当的反馈增益矩阵，原混沌轨道中不稳定的周期轨道就可被控制到最终稳定的目标周期轨道上。以一单自由度碰撞振动系统为例，将其化为Poincare映射形式并进行数值模拟，结果验证了这一策略的有效性。     

压电梁振动的多输入多输出主动控制

对表面上贴有多个用作驱动器和传感器的压电陶瓷片的“压电梁”结构，导出了从驱动器到传感器的频响函数公式，作为压电结构设计和振动控制的数学模型。提出了压电梁对缓变周期扰动振动环境的多输入多输出振动抑制方法。     

一类一阶耦合广义系统的极点配置问题

讨论了Hilbert空间中广义分布参数系统与广义集中参数系统所构成的一类一阶耦合广义系统的无限多极点配置问题,应用有界线性算子的广义逆给出了问题的解及解的构造性表达式。     

压电悬臂梁的动力学建模与主动控制

为计及压电层的刚度特性,基于一阶剪切变形理论推导压电层合梁的抗弯刚度,由Hamilton变分原理建立压电层合梁的有限元模型,采用模态叠加方法对有限元模型降阶。在应变最大处配置制动器和传感器,基于鲁棒极点配置算法对低阶系统设计状态反馈,配置极点至期望位置。把针对低阶系统设计的控制器作用于原系统以实现振动主动控制。数值算例验证了这种力学建模方法和控制器设计方法的有效性。     

振动控制的特征结构配置

本文针对“非对称系统的动态特性需由它的频率,左、右模态向量共同决定”的原理,为克服普通极点配置法仅能配置频率的缺点,提出了频率,左、右模态向量的特征结构配置法。文中的计算结果表明:用它配置的反馈能满足对结构频率,左、右模态向量的设计要求。     

一类用于结构振动控制的输出反馈控制器的设计

本文探讨一类设计简捷的直接输出反馈控制器应用于结构振动控制的设计问题，在导得的计及作动机构动特性的结构振动控制特性的基础上，提出了两种设计准则及其设计方法以及必须解决的设计前提。文末以两算例（提高结构模态阻尼与稳定性控制）说明本设计准则与方法的应用，以及其控制效果。     

风洞模型加速度负反馈振动主动控制方法研究

针对尾撑式风洞模型强方向性振动问题,基于异位配置加速度负反馈控制器对风洞模型振动主动控制方法进行研究。首先,通过模态分析得到系统低阶模态振动的强方向性并基于系统特性设计了具有结构耦合性的内嵌压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制系统。然后,基于异位配置NAF控制器分别设计了针对第二阶模态和前两阶模态的单模态NAF控制算法和双模态NAF控制算法。最后,进行了实验验证,结果表明:双模态NAF控制算法控制效果较好,前两阶模态阻尼比分别提高近13倍和近40倍,镇定时间分别缩短近11s和近26s。     

振动系统在不可测干扰作用下的主动控制研究

基于模态控制理论,利用优化特征值配置和稳定性理论等技术,提出阻尼性振动系统在不可测外扰作用下主动控制的一种设计方法,实验结果表明,对于低频振动系统,采用该方法设计控制系统可有效地降低系统的振幅,取得满意的控制效果。     

加速度反馈控制抑制谐波传动系统振动的研究

在分析谐波传动系统特性的基础上,建立了谐波传动系统的基于加速度传感器反馈控制的数学模型,通过仿真分析和实验研究结果表明,加速度反馈控制能有效地抑制谐波传动系统负载端的振动。     

基于增益调度的结构振动分布式反馈控制

使用多传感器和驱动器控制简支板的振动.传感器和驱动器局部连接组成独立的闭环.在仿真中分别采用了点力驱动器和压电陶瓷驱动器.以极小化系统的总动能为目标,使用同步扰动方法对结构振动的分布式反馈增益进行最优调度.仿真结果表明,所提出的方法可以有效地抑制结构振动.     

基于最优极点配置的混合轴承-转子系统振动控制

针对电液伺服控制的主动混合滑动轴承,研究了基于最优极点配置的转子振动控制方法和策略.根据扰动压力法求解非线性Reynolds方程及流量平衡方程得到轴承和伺服控制系统线性化的动态特性系数,用以建立系统线性状态空间模型;给出了极点配置和最优控制相结合的状态空间反馈控制策略,以克服多输入系统常规极点配置方法状态反馈不唯一的缺陷.计算结果表明,由于转子不平衡或同步激励引起的转子振动得到了有效抑制,在外部突发激励作用下,转子也具有优越的动态响应特性,验证了控制方法的有效性.