结构振动主动控制的基本理论及应用

在介绍振动主动控制基本理论的基础上，结合梁的弯曲振动论述了结构振动主动控制的两种基本方法－二次型指标最优控制方法和极点配置法，最后还介绍了结构振动主动控制在高层建筑上的应用实例。     

结构振动主动控制的基本理论及应用

在介绍振动主动控制基本理论的基础上，结合梁的弯曲振动论述了结构振动主动控制的两种基本方法──二次型指标最优控制方法和极点配置法。最后还介绍了结构振动主动控制在高层建筑上的应用实例。     

压电智能车身结构振动主动控制技术

运用国内外振动主动控制方面的研究成果,结合汽车自身的特点,对压电智能车身结构振动主动控制技术进行了研究和探索。以车身结构减振、降噪为研究目的,采用压电主动控制方法,对车身振动控制进行分析。阐述了压电主动控制的原理,在对轿车顶棚进行模态分析的基础上,提出了压电传感器和致动器的配置方案,选择有效的控制算法,并搭建了振动主动控制系统。通过轿车车身实验验证了这种主动控制方法的有效性。实验结果表明:利用该技术对轿车车身振动进行控制是可行的,控制效果良好。     

结构振动控制的应用及若干问题

介绍了结构振动控制的方法，即被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制，以及相应的控制理论概要；概述了目前国内外结构振动控制的工程应用及发展现状，得出迄今结构振动控制的研究和工程应用仍主要为被动控制，作为一门新兴的具有广阔应用前景的学科，提出了结构振动控制今后有待进一步研究的课题，指出了目前我国结构振动控制应用中所面临的若干问题。     

高层建筑的振动控制

采用现代控制理论和多层次目标优化方法对高层建筑进行振动控制，通过计算分析可知；主动控制使结构系统刚度增大几倍，且阻尼有10倍以上的增幅。     

神经网络-标称系统混合模型的离散变结构控制

提出将神经网络和标称系统混合建模方法引入到柔性结构主动控制当中，在混合模型的基础上，利用离散变结构控制（VSC）对柔性结构振动进行控制．离散变结构控制的滑模面是以标称系统为基础，由最优化二次型价值函数确定，并通过黎卡提方程求解．利用标称模型和神经网络混合建模方法来减小系统的不确定性，达到减弱变结构控制在实际控制系统中的抖动问题．神经网络采用多层前馈网络（MFNN），来对不确定部分进行建模．仿真结果表明系统振动受到了有效的控制，说明提出的神经网络变结构控制（NNVSC）方法非常有效。     

形状记忆合金在工业结构中的应用

本文综述了形状记忆合金在结构振动主动控制和被动控制，结构变形控制以及结构裂纹与损伤监控中的应用。     

结构振动控制的研究进展与展望

围绕结构振动的被动控制、主动控制、一体化控制等几个方面对当前研究的现状和最新进展进行了介绍,提出了目前结构振动主动控制存在的问题,对有待进一步研究的问题进行了探讨.     

桥梁结构振动控制发展综述

综述了桥梁结构振动控制领域的理论研究及应用的发展现状，阐述了桥梁结构的被动控制装置、主动控制装置、半主动控制装置、混合控制装置以及控制装置的试验与应用，并介绍了传统控制算法及智能控制算法及其使用情况，最后对桥梁结构振动控制的发展趋势提出几点看法。     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更有利的状态.该模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整,达到位移控制目标.     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更为有利的状态.模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计一个具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整、达到位移控制目标.     

基于能量最小准则确定驱动器位置及仿真

在研究智能结构振动主动控制驱动器的位置优化问题中,首先推导了压电传感方程和压电致动方程,然后根据控制信号能量的表达式,以控制能量最小为目标函数,压电驱动器的位置坐标为变量,对压电驱动器的位置进行优化。最后结合智能简支梁实例应用matlab软件计算出其粘贴压电驱动器的最优位置,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。仿真结果表明,此种方法能有效地抑制智能梁的振动。     

基于零体积速度模态配置的结构声主动控制

耦合模态空间控制方法可以对被控系统的固有频率、阻尼比和模态振型进行配置。针对结构低频振动噪声的主动控制问题,本文采用耦合模态空间控制方法将结构的振动模态控制为零体积速度模态。以矩形简支板为例进行了结构声辐射主动控制仿真,将板的第1阶和第4阶振动模态控制为零体积速度模态,结果表明,简支板的低频声辐射得到了有效控制。本文提出的结构声主动控制方法可以有效控制结构低频振动噪声,同时具有物理意义清楚、控制过程简单、控制率的设计与激励力大小和位置无关等特点。     

机枪振动主动控制技术研究

目的　利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动问题． 方法　采用智能结构的原理和方法, 对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究． 结果　建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学模型, 导出了控制方程, 给出了振动控制仿真结果． 结论　智能结构主动控制技术可以有效地抑制机枪射击时的振动响应, 提高射击密集度     

3种主动控制算法的结构振动控制效果研究

针对不同类型的结构,由Matlab中的相关函数命令求出相应的控制力状态反馈增益矩阵,继而得出结构振动的位移、加速度和控制力,比较分析了3种主动控制算法的控制效果,并给出了基于Matlab的三层框架结构的算例.分析结果表明:主动控制能够有效地减小结构的地震响应,特别是当结构刚度较大时,3种主动控制算法控制效果均较理想;而当结构刚度较小时,各种控制算法的控制效果差异较大,LQR控制算法和模态控制算法的控制效果较好,而极点配置控制算法控制效果较差,甚至可能放大地震响应,需要优化极点配置得到适宜的状态反馈增益矩阵以改善结构加速度响应的控制效果.     

压电类智能结构在船体振动控制方面的应用研究

振动是存在于舰船结构中一个普遍的现象,它所带来的危害一直为人们所关注.根据振动主动控制原理,建立了以PZT为执行器的振动主动控制模型,研究通过控制甲板的边界条件,从而达到减振效果的方法.利用ANSYS软件对建立的实验模型进行了数值仿真研究,搭建物理实验平台,开发了单输入多输出的振动自适应主动控制系统,进行物理实验研究.最后,将实验值与仿真值进行比较分析,验证了该方法的有效性,为船体振动的主动控制提供了一条新的途径.     

智能桁架振动控制中主动杆件多目标最优配置

在智能桁架机构机电耦合静／动力分析模型基础上,给出结构系统压电元件对变形的检测方程,并分析系统动态特性,除位移模态外,得到了系统电势模态。进一步采用独立模态空间控制方法对结构振动进行控制,并进行主动杆件多目标最优配置研究。除控制能量最小化外,对非控模态的控制溢出和观测溢出最小化是另外两个优化配置目标函数。算例表明了分析方法的可行性和有效性。     

机枪振动主动控制技术研究

利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动的问题。方法采用智能结构的原理和方法,对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究。结果建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学,导出了控制方程,给出了振动仿真结果。     

智能结构中致动器位置和尺寸的优化研究

在研究智能结构振动主动控制致动器的位置和尺寸优化问题中,首先推导了多压电片传感方程、致动方程和结构的动能、势能表达式,并结合模态的可控性、可观性以及模态价值构建致动器位置尺寸优化准则;然后结合智能简支梁实例计算出其粘贴压电致动器的最优位置和尺寸,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。     

基于粒子群的压电结构多目标同步优化控制

为了分析压电智能结构振动主动控制中结构与控制的耦合特性,克服现用优化算法的复杂性,以压电智能梁结构为研究对象,运用粒子群优化方法对传感器与作动器分布和反馈控制增益进行同步优化.选用储存能量和控制能量最小以及振动衰减最快的多重性能指标作为优化目标函数,找出了针对特定振动模态下的最佳贴片位置与控制增益,分析了压电片长度和数量对控制效果的影响.运算结果表明,与传统遗传算法相比,粒子群具有编程简单、计算量小、收敛速度快等优点.仿真结果显示,基于粒子群同步优化后的结构振动控制效果明显,验证了该方法的可行性.