两种独立模态空间控制法在柔性结构振动主动控制中的应用研究 被引量：6

1

作者 陈学前 汪小华 +1 位作者 阮剑华 张培强 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期700-706,共7页

柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独... 柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独立模态空间控制法 (independentmodalspacecontrol,IMSC)来研究其主动控制 ,并对柔性梁及板进行了控制的数值仿真 。 展开更多

关键词 柔性结构 振动主动控制 独立模态空间控制 imsc 飞行器

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智能空间桁架结构独立模态控制方法 被引量：20

2

作者 卢连成 吴琼 张令弥 《振动工程学报》 EI CSCD 1997年第4期480-485,共6页

采用现代模态滤波器（ＭＦ）技术和最优控制理论研究智能空间桁架结构的独立模态空间控制方法（ＩＭＳＣ）。仿真结果表明，按提出的控制策略，解决了传统ＩＭＳＣ控制中的状态解耦问题，使ＩＭＳＣ方法不再局限于简单、低自由度数的结... 采用现代模态滤波器（ＭＦ）技术和最优控制理论研究智能空间桁架结构的独立模态空间控制方法（ＩＭＳＣ）。仿真结果表明，按提出的控制策略，解决了传统ＩＭＳＣ控制中的状态解耦问题，使ＩＭＳＣ方法不再局限于简单、低自由度数的结构动力控制，对于智能空间结构，实施ＩＭＳＣ方法也是可行并且有效的。 展开更多

关键词 振动控制 智能结构 空间桁架 独立模态控制

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柔性结构振动的独立模态H_∞控制 被引量：10

3

作者 林嗣廉 徐博侯 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期47-52,共6页

针对柔性结构振动的每一个控制模态独立进行鲁棒 H∞ 控制设计 ,同时考虑模态干扰衰减与模态参数扰动的鲁棒性问题 ,这样有效地抑制了柔性结构的振动 ,而且对模态参数摄动具有较强的鲁棒性 ,并以悬臂梁的振动控制为例进行了数值计算 。

关键词 柔性结构 振动控制 独立模态空间控制(imsc) H∞控制

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结构基于独立模态空间控制的神经网络控制 被引量：4

4

作者 陈学前 汪小华 张培强 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2003年第1期48-50,共3页

在对柔性结构振动的主动控制中,独立模态空间控制是一种适合于柔性结构振动控制的方法,但如果控制器选择不好就会带来观测溢出和控制溢出.神经网络控制则具有较好的泛化作用和鲁棒性,对抑制观测溢出和控制溢出具有较好的效果.本文在独... 在对柔性结构振动的主动控制中,独立模态空间控制是一种适合于柔性结构振动控制的方法,但如果控制器选择不好就会带来观测溢出和控制溢出.神经网络控制则具有较好的泛化作用和鲁棒性,对抑制观测溢出和控制溢出具有较好的效果.本文在独立模态空间控制的基础上设计了一种神经网络控制,并对柔性梁及板进行了控制的数值仿真,取得了较好的效果. 展开更多

关键词 独立模态空间控制 神经网络控制 柔性结构 主动控制 观测溢出 飞行器

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不确定二阶振动控制系统动力响应的区间方法 被引量：8

5

作者 陈塑寰 裴春艳 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期94-98,共5页

采用区间方法,对二阶振动控制系统的响应进行了分析。将不确定控制问题用确定性问题来近似,并将不确定参数表示为区间变量。根据控制系统的确定性部分,应用独立模态控制的极点配置方法推导出反馈矩阵,并把这种反馈控制应用于实际的不确... 采用区间方法,对二阶振动控制系统的响应进行了分析。将不确定控制问题用确定性问题来近似,并将不确定参数表示为区间变量。根据控制系统的确定性部分,应用独立模态控制的极点配置方法推导出反馈矩阵,并把这种反馈控制应用于实际的不确定性系统。用区间参数导出了区间刚度矩阵和质量矩阵,应用矩阵摄动和区间扩张理论,提出了估计二阶系统响应值上下界的计算方法,并给出了一个数值算例。 展开更多

关键词 固体力学 震动与波 二阶不确定系统 主动振动控制 区间方法 独立模态控制 响应上下界

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汽轮发电机组轴系扭振的鲁棒非线性控制 被引量：6

6

作者 王西田 于达仁 陈陈 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期33-37,共5页

提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性... 提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性反馈补偿律,提出一种轴系扭振的鲁棒非线性控制策略,在大范围工况下具有一致的全局性能,并且3个组成部分可以分别独立设计;另外,可以方便地与常规非线性励磁控制律综合在一起,而不影响后者阻尼低频振荡的性能。以一台300 MW汽轮发电机组第1阶扭振模态的阻尼控制为例,通过仿真验证鲁棒非线性控制器的性能优于常规线性控制器。 展开更多

关键词 汽轮发电机组 轴系扭振 鲁棒非线性控制 独立模态空间

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基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制 被引量：19

7

作者 陆正刚 胡用生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期95-100,共6页

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为... 在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为作动器,以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略,来实现在性能改善和能量消耗之间的协调,在ADAMS和Matlab／Simulink^(?)环境下,应用机械系统和控制系统联合仿真技术,对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动,并可改善车辆运行平稳性,针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。 展开更多

关键词 铁道车辆 柔刚体系统 结构振动 独立模态空间控制 半主动控制 磁流变阻尼器

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汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间鲁棒控制 被引量：4

8

作者 王西田 于达仁 陈陈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期202-206,共5页

提出在汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间控制回路中,采用H∞扭振模态观测器估计模态反馈信号。证明了独立模态空间控制器可以独立设计,而引入H∞扭振模态观测器对闭环系统极点分布的影响可以忽略不计。基于H∞控制理论导出了针对受... 提出在汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间控制回路中,采用H∞扭振模态观测器估计模态反馈信号。证明了独立模态空间控制器可以独立设计,而引入H∞扭振模态观测器对闭环系统极点分布的影响可以忽略不计。基于H∞控制理论导出了针对受控扭振模态设计的独立模态空间控制器 的鲁棒稳定条件。另外,出于实际考虑,建议扭振控制转矩以发电机电磁转矩分量的形式实现,而将慢变的机械转矩看作干扰,提出了抑制其影响的H∞性能指标。在此基础上提出轴系扭振的独立模态空间鲁棒控制,并归结为带有闭环极点配置约束的多目标H∞综合问题。算例仿真表明,轴系扭振独立模态空间鲁棒控制策略是可行的、有效的。 展开更多

关键词 汽轮发电机组 轴系扭振 模态空间 鲁棒控制 最优控制理论

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基于LQG最优控制法的压电智能结构独立模态空间控制 被引量：3

9

作者 张京军 何丽丽 +1 位作者 李现敏 高瑞贞 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期789-794,共6页

采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程... 采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程噪声和量测噪声的影响,设计Kalman滤波器,采用基于线性二次型高斯(LQG)最优控制的独立模态空间控制方法对压电智能结构的振动进行控制。最后以压电智能悬臂梁为例进行控制仿真,验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 压电材料 智能结构 主动控制 LQG最优控制 独立模态空间

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空间智能桁架的有限时间振动抑制控制 被引量：6

10

作者 孙延超 李传江 +1 位作者 常雅杰 马广富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期27-34,共8页

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间... 航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性. 展开更多

关键词 挠性振动抑制 智能桁架结构 独立模态空间控制 扩张状态观测器 终端滑模控制

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高速车辆结构振动的独立模态空间控制 被引量：8

11

作者 陆正刚 胡用生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期879-885,共7页

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控... 铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控制方法和已改善车辆运行平稳性为目标的控制策略,分析结果表明:该控制办法和策略可以较好地降低特定模态振动的幅度,改善车辆垂直运行平稳性. 展开更多

关键词 柔刚体系统 铁道车辆 结构振动 独立模态空间控制

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海洋平台地震响应的LQG控制 被引量：4

12

作者 张文首 林家浩 于骁 《动力学与控制学报》 2003年第1期47-52,共6页

提出了将 LQG 控制及独立模态空间控制应用于结构主动控制的新方法.该方法首先利用平衡降阶法对结构进行降阶,然后在模态空间中采用 LQG 控制策略对结构进行控制;同时结合复模态理论和虚拟激励法,给出了系统分析的有效途径.最后以海洋... 提出了将 LQG 控制及独立模态空间控制应用于结构主动控制的新方法.该方法首先利用平衡降阶法对结构进行降阶,然后在模态空间中采用 LQG 控制策略对结构进行控制;同时结合复模态理论和虚拟激励法,给出了系统分析的有效途径.最后以海洋平台地震响应的主动控制为例,验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 平衡降阶法 独立模态空间控制 LQG控制器 海洋平台

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板声传输主动控制辐射模态控制方法研究 被引量：4

13

作者 孙超 赵德有 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期8-14,共7页

为了使结构的低频强迫传声得到控制,研究了基于声辐射模态的结构声传输主动控制方法.提出了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系式,据此在解耦的独立模态空间建立了声辐射模态控制方程.通过基于H∞控制律的控制仿真计算,验证了使用... 为了使结构的低频强迫传声得到控制,研究了基于声辐射模态的结构声传输主动控制方法.提出了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系式,据此在解耦的独立模态空间建立了声辐射模态控制方程.通过基于H∞控制律的控制仿真计算,验证了使用声辐射模态控制方程进行结构声传输主动控制的有效性.相对于独立模态空间控制方程,声辐射模态控制方程在低频结构传声损失的控制上有明显的优势. 展开更多

关键词 压电单元 独立模态空间控制(imsc) 传声损失 有限元/边界元

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基于反馈控制结构动力特性的损伤统计识别方法 被引量：4

14

作者 王真 程远胜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期116-121,136,共7页

提出了一种基于反馈控制结构动力特性的损伤统计识别方法。该方法采用基于独立模态空间的反馈控制法,有目的地配置闭环系统的极点,根据损伤前后闭环系统的特征值构造损伤指标,并以该损伤指标构造统计量,采用假设检验法识别损伤是否发生... 提出了一种基于反馈控制结构动力特性的损伤统计识别方法。该方法采用基于独立模态空间的反馈控制法,有目的地配置闭环系统的极点,根据损伤前后闭环系统的特征值构造损伤指标,并以该损伤指标构造统计量,采用假设检验法识别损伤是否发生。三跨梁和Benchmark结构的数值算例表明该文提出的损伤识别方法能够较显著地提高损伤指标的灵敏度,在低信噪比的环境下能准确有效地检测结构小损伤是否发生。 展开更多

关键词 损伤检测 小损伤 受控结构 动力特性 独立模态空间控制 假设检验

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悬臂Kagome夹心板独立模态空间振动控制研究 被引量：2

15

作者 郭空明 江俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期55-60,共6页

针对悬臂板挠度大、低频振动突出问题,对悬臂Kagome夹心板的振动主动控制进行研究。建立结构及压电作动器有限元模型;将独立模态空间控制与模态观测器相结合,提出悬臂Kagome夹心板的主动控制策略;针对突风载荷作用下夹心板基于独立模态... 针对悬臂板挠度大、低频振动突出问题,对悬臂Kagome夹心板的振动主动控制进行研究。建立结构及压电作动器有限元模型;将独立模态空间控制与模态观测器相结合,提出悬臂Kagome夹心板的主动控制策略;针对突风载荷作用下夹心板基于独立模态空间的振动控制进行仿真,重点研究观测器极点对控制效果影响。结果表明,所提控制方法能显著提高悬臂Kagome夹心板结构的阻尼特性,观测器衰减系数越大控制效果越好;该夹心板在振动控制方面较传统板结构优势明显。 展开更多

关键词 悬臂板 KAGOME 夹心板 独立模态空间控制 模态观测器

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基于区间方法的不确定二阶控制系统稳定性的鲁棒性分析 被引量：1

16

作者 裴春艳 陈塑寰 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B03期20-25,共6页

运用区间理论,讨论了二阶控制系统稳定性的鲁棒性。首先,将其转换为一个确定部分和不确定部分。根据控制系统的确定性部分,应用独立模态控制的极点配置方法推导出了反馈矩阵,并把这种反馈控制应用于实际的不确定性系统。基于区间参数导... 运用区间理论,讨论了二阶控制系统稳定性的鲁棒性。首先,将其转换为一个确定部分和不确定部分。根据控制系统的确定性部分,应用独立模态控制的极点配置方法推导出了反馈矩阵,并把这种反馈控制应用于实际的不确定性系统。基于区间参数导出了区间刚度矩阵和质量矩阵,然后利用矩阵摄动理论和区间扩张理论计算出实际的不确定性闭环系统复特征值上下界。最后讨论了不确定性闭环系统稳定性的鲁棒性,并举例说明了该方法的运用。 展开更多

关键词 工程力学 二阶控制系统 不确定结构 独立模态控制 鲁棒性 区间分析

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存在时滞的柔性梁的振动主动控制 被引量：14

17

作者 蔡国平 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期29-34,共6页

本文对控制存在时滞的柔性梁的振动主动控制进行研究 .主动控制策略采用独立模态空间控制 ,模态控制律采用离散变结构控制进行设计 .给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法 ,以及离散切换面和离散变结构... 本文对控制存在时滞的柔性梁的振动主动控制进行研究 .主动控制策略采用独立模态空间控制 ,模态控制律采用离散变结构控制进行设计 .给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法 ,以及离散切换面和离散变结构模态控制律的确定方法 .由于模态控制律直接通过时滞微分方程而得出 ,因此所给控制方法易于保证控制系统的稳定性 .算例结果显示 ,文中所述控制方法能够有效地对梁的振动进行控制 ;若按无时滞时的控制设计对时滞系统进行控制 ,系统响应有可能出现发散 . 展开更多

关键词 柔性悬臂梁 振动控制 独立模态空间控制 变结构控制 时滞 运动方程

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受任意激励结构的独立模态空间控制方法 被引量：1

18

作者 章永强 陈之炎 骆振黄 《振动工程学报》 EI CSCD 1992年第3期276-281,共6页

本文采用经典控制理论和独立模态空间控制(IMSC)方法提出了对受任意激励作用结构进行主动减振的方法,并给出了判别测点选择的合理性和寻找最佳测点的方法.

关键词 减振 反馈控制 独立模态空间

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基于模态滤波器的智能空间桁架结构独立模态控制方法 被引量：1

19

作者 卢连成 张令弥 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期529-534,共6页

采用现代模态滤波器（ＭＦ）技术和最优控制理论研究智能空间桁架结构的独立模态空间控制方法（ＩＭＳＣ）。仿真结果表明，按本文提出的控制策略，完善地解决了传统ＩＭＳＣ控制中的状态解耦问题，从而使ＩＭＳＣ方法不再局限于简单、... 采用现代模态滤波器（ＭＦ）技术和最优控制理论研究智能空间桁架结构的独立模态空间控制方法（ＩＭＳＣ）。仿真结果表明，按本文提出的控制策略，完善地解决了传统ＩＭＳＣ控制中的状态解耦问题，从而使ＩＭＳＣ方法不再局限于简单、低自由度数的结构动力控制，对于智能空间结构，实施ＩＭＳＣ方法也是可行并且有效。 展开更多

关键词 模态分析 滤波器 最佳控制 智能结构 空间桁架

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柔性悬臂梁的离散变结构控制 被引量：1

20

作者 蔡国平 洪嘉振 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期145-151,共7页

对柔性梁的振动主动控制进行了研究.主动控制策略采用独立模态空间控制,模态控制律采用离散变结构控制律;给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法,并给出了离散切换面和离散变结构模态控制律的确定方法.... 对柔性梁的振动主动控制进行了研究.主动控制策略采用独立模态空间控制,模态控制律采用离散变结构控制律;给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法,并给出了离散切换面和离散变结构模态控制律的确定方法.最后结合算例,对文中所给控制方法的有效性进行了验证. 展开更多

关键词 柔性结构 悬臂梁 离散变结构控制 振动控制 切换面

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