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。     

复合材料层合板智能结构主动振动控制的边界元法

利用边界元法模拟智能结构的振动控制，推导出具有压电传感器及致动器的复合材料层合板的边界积分方程，应用负速度反馈控制律，研究了复合材料层合板智能结构主动振动控制问题，算例分析证明该方程的正确性。     

压电智能结构有限元动力模型及其振动主动控制的研究

推导了压电智能结构的有限元动力方程;应用模态控制理论对结构振动主动控制的原理和策略进行了讨论,利用两种反馈控制律研究了智能结构振动抑制的问题,最后应用本文方法对一新型2—DOF平面并联压电智能杆机构进行了振动主动控制实验研究,结果表明系统的稳定时间从抑振前的488ms缩短到了抑振后的115ms,验证了本文方法的有效性。     

基于分支电路的主动-被动混合式结构振动控制

研究了压电智能结构振动控制问题。采用基于分支电路的主动-被动混合的控制方法对结构振动进行抑制，通过在控制器中设置主动电感使得分支电路的谐振频率在一定范围内可以连续调节，以适应激励频率的变化。给出了系统的模型及控制算法，并进行了仿真及实验研究。仿真及实验研究的结果表明该方法能有效地抑制结构振动，并且其鲁棒性明显好于Filter-x算法。     

压电陶瓷在锥形圆筒振动主动控制中的应用

锥形圆筒结构被广泛应用在船舶、航天器等工程系统中,减小其振动具有重要意义。以单端固定的锥形圆筒为研究对象,将压电陶瓷粘贴在圆筒表面分别作为传感器及作动器组成减振装置。通过有限元方法得到结构固有频率及振型信息,并采用模态实验分析对仿真结果进行验证,仿真及实验结果相一致。根据结构的振动特性,设计多模态模糊滑模控制器对锥形圆筒各阶模态振动分别进行主动控制研究,得到时域及频域下实验结果,对比实验结果表明减振方法的可行性。     

压电层合薄壳振动主动控制的有限元分析

本文采用广义协调平板型壳元对两侧贴有压电薄膜的层合薄壳的振动控制问题进行了数值分析，推导出这种智能结构的主动控制方程，通过对一压电柱壳的计算，分析了主动振动控制的效果。     

用压电元件实现复合材料层合板振动控制的数值分析

采用板的一阶剪切变形理论，对含有压电材料层的复合材料层合板，从机电耦合的变分方程及Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理出发，建立起求解其动态响应 的有限元方程。同时也给出了压电材料层作为传感元件时的传感方程及作为作动元件时的作动方程。并采用速度反馈控制实现了层合板的主动振动。最后给出了计算实例。     

压电层合结构力学模型评述

对于存在力场、电场和热场相互耦合的压电层合结构,建立合理的热机电耦合数学模型,是进行结构振动主动控制、形状控制和优化设计的基础.通过假设适当的位移、电势和温度分布模型,根据Hamilton原理或虚功原理导出系统动(静)力学模型是一种有效的建模方法.在推导压电层合结构热机电耦合基本方程的基础上,根据位移、电势和温度分布模型的不同假设,对各种近似力学模型进行评述,指出各种模型的优缺点.最后简单展望该领域今后的发展方向.     

点式压电智能柔性板振动主动控制的建模与仿真

基于有压电层的层合板结构的二维传动方程与二维传感方程,导出了粘贴有点压电传感器与执行器的智能板结构的有限元模型的模态振动控制方程与传感方程。由此模态-状态方程,利用线性二次优化方法得到了智能板结构的最优控制输入。对在冲击与随机激励下的悬壁智能板的计算机仿真结果,证明了本有限元模型的可行性与有效性。     

复合材料层合板振动衰减主动控制力学模型

简要介绍了新兴的智能复合材料结构及其应用发展前景。对双压电元件复合材料层合板的振动衰减主动控制给出了有限元计算公式,导出了压电激振器、传感器的输入、输出方程,建立了结构振动主动控制的数学模型。     

弹性圆柱壳结构振动有源控制理论分析

以两端为简支边界条件的弹性圆柱壳为研究对象,基于Donnell—Mushtari的壳理论分析了圆柱壳自由振动固有频率和结构模态,应用模态叠加方法得出圆柱壳在简谐点力激励下的响应。采用不同控制策略,对圆柱壳结构振动进行有源控制,并结合二次最优理论建立圆柱壳振动有源控制理论模型,得出不同控制策略下的最优次级力。基于所建模型进行计算机仿真,对两种控制策略下圆柱壳结构振动有源控制进行比较分析,所得结论对圆柱壳结构有源控制相关研究具有参考意义。     

基于二阶矩阵微分方程的机械振动系统线性二次型调节器设计

本文讨论机械振动系统线性二次型状态调节器（LQR）问题，直接针对系统二阶运动微分方程，性能指标为一个依赖于二阶导数的泛函。由欧拉-拉格朗日方程得出一个系统矩阵增广的二阶线性微分方程，指出该方程稳定的特征对就是最优控制振动系统闭环特征对，并给出求解最优控制状态反馈矩阵的方法，另外，由本文方法还可得出基于速度和加速度反馈的最优控制反馈矩阵。这里不涉及求解代数矩阵Riccati方程。     

电压激励下四边简支压电层合板的振动分析

以压电陶瓷-金属-压电陶瓷对称层合板为研究对象,依据小挠度弯曲理论,根据Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导出了电压激励下压电层合薄板的振动方程。以四边简支的压电层合薄板为算例,用ANSYS软件建立有限元模型并对其进行模态分析、瞬态动力学分析,仿真结果与理论值基本相符,验证了本文理论的正确性;通过改变电压幅值的大小分析其对中心节点位移响应幅值以及x,y方向应力幅值的影响。通过改变阻尼大小分析其对薄板横向位移的影响。数值模拟了薄板中心处节点x,y方向应力随时间的变化规律,并分析了薄板最大应力出现位置及随时间的变化规律,所得结论可为压电振子的设计和分析提供一定的理论参考。     

柔性耦合隔振系统主动控制方法的仿真研究

针对柔性耦合主动隔振系统,本文采用阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合的方法,建立了包括被隔离设备、电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的柔性耦合系统的数学模型。并在此基础上,应用线性二次型高斯控制方法(linear quadratic Gaussian,LQG)对隔振系统进行了主动控制器的设计,最后通过仿真证明了控制方法的有效性。     

基于模态控制法的振动主动控制试验研究

根据模态控制法的思想,直接对被控制对象的模态振型进行控制,最终达到减小传递到基础上的振动的目的。试验结果表明,所要控制的模态振型得到控制,被控结构向基础传递的振动减小。     

压电体的混合变分原理及叠层板的自由振动分析

建立了具有机一电耦合效应的压电材料修正后的Hellinger—Reissner(H—R)混合变分原理，并推导了压电材料的Hamilton正则方程，即压电材料自由振动的控制微分方程；根据矩阵分析理论给出了带有压电材料层的叠层矩形板自由振动的精确求解方法，文中没有引入任何位移模式或应力模式假设，实例分析得到了压电混合叠层板正逆效应两种情况自由振动的低阶频率，并与已有文献结果进行了比较。本文提出的压电材料修正后的H—R混合变分原理将有利于压电材料动力问题的有限元法或半解析法的推导。     

基于部分反馈线性化的三杆体操机器人控制策略

针对复杂的非线性欠驱动三杆体操机器人系统,提出了一种基于部分反馈线性化的控制策略.首先,将三杆体操机器人的运动空间分为两个区域:摇起区和平衡区,然后,在摇起区利用部分反馈线性化设计摇起控制器,对第二杆与第三杆进行联动控制,确保欠驱动三杆体操机器人迅速摆起,并且摆起后第二杆和第三杆自然伸展;进入平衡区后,采用基于线性二次型调节器(LQR)的平衡控制器,将系统稳定在竖直向上的位置,实现系统控制目标.仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

自适应控制算法在振动主动控制中的应用

通过试验研究主动控制振动传递的效果。采用频率在线估计和跟踪滤波的自适应控制方法,将以分量型式抑制谐波干扰引起的振动。在控制过程中,通过递推计算进行频率估计,用中心频率随动的带通滤波器进行信号跟踪,并在基本LMS方法的基础上形成自适应控制器。建立了多点控制试验台,实施跟踪滤波的自适应对消。结果表明：自适应方法能够很好地抑制谐波干扰的影响;对于多点隔振,控制通道之间存在强烈耦合作用,整体隔振效果与被控结构的振动模态相关。     

非线性梁压电分阶最优减振控制

提出非线性的分阶最优控制方法,并将其应用于梁的非线性振动压电减振控制。建立梁压电减振系统动力学模型,导出减振系统的非线性动力学运动微分方程,利用摄动法,实现非线性微分方程的线性化。将各阶线性方程解耦,化为状态空间方程。设计非线性分阶控制器,对减振系统进行分阶最优控制。仿真算例验证这种控制方法的有效性。