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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高速车辆结构振动的独立模态空间控制 被引量：8

2

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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结构基于独立模态空间控制的神经网络控制 被引量：4

3

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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移动车载作用下多跨梁振动的模态空间控制 被引量：3

4

作者 王真 程远胜 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期86-88,共3页

采用有限元法,利用车-桥单元建立了N个车辆作用下车-桥耦合系统的受控运动微分方程.采用独立模态空间控制法,通过独立控制少数模态实现了对移动车载作用下多跨梁振动的主动控制.对一列车-三跨桥梁系统计算了控制前后桥梁振动的位移动力... 采用有限元法,利用车-桥单元建立了N个车辆作用下车-桥耦合系统的受控运动微分方程.采用独立模态空间控制法,通过独立控制少数模态实现了对移动车载作用下多跨梁振动的主动控制.对一列车-三跨桥梁系统计算了控制前后桥梁振动的位移动力放大系数和弯矩动力放大系数,计算结果表明独立模态空间控制能够较有效地抑制多跨梁结构的车致振动. 展开更多

关键词 多跨梁 振动 模态空间控制 最优控制 移动车载 有限元法

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考虑被动关节阻尼的液压驱动Stewart平台模态空间控制策略 被引量：2

5

作者 田体先 姜洪洲 +3 位作者 黄其涛 何景峰 佟志忠 聂伯勋 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期56-62,70,共8页

针对工业应用中并联机构采用常规铰接形式导致的系统过阻尼问题,提出了带动压正反馈的模态空间控制器,该控制器将物理空间内强耦合的多输入多输出系统转化为模态空间内解耦的6个相互独立的单输入单输出系统,运用动压正反馈技术实现对存... 针对工业应用中并联机构采用常规铰接形式导致的系统过阻尼问题,提出了带动压正反馈的模态空间控制器,该控制器将物理空间内强耦合的多输入多输出系统转化为模态空间内解耦的6个相互独立的单输入单输出系统,运用动压正反馈技术实现对存在过阻尼特性自由度的独立调节,从而将各自由度频宽扩展至固有频率附近.文中首先运用模态解耦理论分析了被动关节阻尼对液压驱动Stewart平台控制特性的影响,随后给出了带动压反馈的模态空间控制器结构及设计方法,最后对该方法进行了实验验证.试验结果表明,该模态空间控制器能够有效扩展系统频宽,从而实现降低系统各自由度耦合影响、提高响应速度的目的. 展开更多

关键词 被动关节阻尼 模态空间控制 STEWART平台 动压正反馈

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基于改进的独立模态空间控制法对柔性多输入多输出非对称结构的主动振动控制研究

6

作者 张彭 《徐州工程学院学报（自然科学版）》 CAS 2020年第2期39-43,共5页

基于柔性多输入多输出非对称结构的振动问题,开展基于改进的独立模态空间控制法(MIMSC)的主动控制研究.该文提出的MIMSC可以极大改善传统IMSC存在的诸多问题.MIMSC可以使用有限组传感器/驱动器控制多组振动模态,极大降低了计算量,并且... 基于柔性多输入多输出非对称结构的振动问题,开展基于改进的独立模态空间控制法(MIMSC)的主动控制研究.该文提出的MIMSC可以极大改善传统IMSC存在的诸多问题.MIMSC可以使用有限组传感器/驱动器控制多组振动模态,极大降低了计算量,并且可以组合不同组传感器/驱动器控制不同模态.使用柔性多输入多输出非对称结构的数学模型,该文提出的MIMSC具有极大潜力拓展到更大型的系统中.仿真及实验结果表明,新设计的MIMSC控制算法可以控制任意数量的模态,大大降低在线计算量,从而更容易扩展到大型系统中. 展开更多

关键词 改进的独立模态空间控制算法 多输入多输出非对称结构 主动振动控制 柔性结构

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大型挠性结构基于独立模态空间的模糊PID控制 被引量：3

7

作者 司洪伟 李东旭 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期59-65,共7页

模糊控制器对于复杂不确定系统的控制具有很强的适应性,将模糊逻辑和PID控制器结合起来用于解决一类大型挠性结构空间桁架这一复杂系统的振动控制问题;并结合结构振动常用的独立模态空间控制方法,克服大型空间桁架不能建立精确的数学模... 模糊控制器对于复杂不确定系统的控制具有很强的适应性,将模糊逻辑和PID控制器结合起来用于解决一类大型挠性结构空间桁架这一复杂系统的振动控制问题;并结合结构振动常用的独立模态空间控制方法,克服大型空间桁架不能建立精确的数学模型所带来的弊端,有效地抑制了由于模态溢出或耦合产生的差拍现象。仿真结果表明这一模糊PID控制器对于高阶、非线性的大型空间桁架振动控制是有效的。 展开更多

关键词 桁架结构 挠性结构 模糊控制系统 振动控制 空间 模糊PID控制器 独立模态空间控制 空间桁架 结构振动 不确定系统

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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

8

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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基于模态空间的海洋平台冰致振动的H_∞控制 被引量：1

9

作者 张力 张文首 岳前进 《动力学与控制学报》 2008年第3期284-288,共5页

通过在海洋平台顶部安装主动调谐质量阻尼器(AMD),研究了平台在冰荷载作用下的主导模态H∞控制.首先采用H∞方法与模态空间的平衡降阶法进行控制设计,然后基于虚拟激励法得到了系统冰致振动的解答,并应用此解答进行了广泛的参数研究,确... 通过在海洋平台顶部安装主动调谐质量阻尼器(AMD),研究了平台在冰荷载作用下的主导模态H∞控制.首先采用H∞方法与模态空间的平衡降阶法进行控制设计,然后基于虚拟激励法得到了系统冰致振动的解答,并应用此解答进行了广泛的参数研究,确定了平台减振效果最佳时的H∞控制器最优参数.通过该应用特例,以评价H∞控制器的有效性.结果表明如果H∞控制器的参数选择合适,则可以显著减小平台的冰致振动响应. 展开更多

关键词 平衡降阶法 H∞控制 模态空间控制 冰致振动 海洋平台

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挠性空间结构振动的独立模态空间最优控制方法 被引量：5

10

作者 金珊 郭延宁 李传江 《飞控与探测》 2019年第5期25-32,共8页

针对大型挠性空间结构的特性,考虑在独立模态空间内进行控制,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的模态信息进行预滤波处理;设计模态观测器,从模态加速度中获取模态位移和模态速度;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特... 针对大型挠性空间结构的特性,考虑在独立模态空间内进行控制,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的模态信息进行预滤波处理;设计模态观测器,从模态加速度中获取模态位移和模态速度;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特性,设计了基于最优控制的独立模态空间控制器;在此基础上,考虑外部干扰信号作用下,设计了基于模态滤波器的H∞次优控制器,构成了一个完整的挠性空间结构闭环主动振动控制系统。对简化的桁架和单翼帆板结构振动控制进行了仿真验证,结果表明:两种控制器均能使振动得到有效抑制,相比传统比例积分微分控制器最大振幅减小约一半,且具有一定的抗干扰能力。 展开更多

关键词 挠性空间结构 主动振动控制 独立模态空间控制 有限元分析

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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

11

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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柔性结构振动的独立模态H_∞控制 被引量：10

12

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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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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基于零体积速度模态配置的结构声主动控制

14

作者 白金 黎胜 夏茂龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1385-1390,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 结构声主动控制 耦合模态空间控制 零体积速度模态 反馈控制 结构声辐射 声功率 振动模态 声辐射模态

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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

15

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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海洋平台地震响应的LQG控制 被引量：4

16

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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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

17

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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汽轮发电机组转子轴系扭振系统部分模态施控特性研究 被引量：4

18

作者 郝志勇 付鲁华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期95-98,共4页

在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上 ,根据独立模态空间控制的思想 ,探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性 ,导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律 ,并对一台 2 0 0MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分... 在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上 ,根据独立模态空间控制的思想 ,探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性 ,导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律 ,并对一台 2 0 0MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分施控的模拟计算 。 展开更多

关键词 汽轮发电机组 转子轴系 扭振系统 模态空间控制 施控特性

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存在时滞的柔性梁的振动主动控制 被引量：14

19

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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智能悬臂梁的振动控制 被引量：1

20

作者 邓年春 邹振祝 向敏 《石家庄铁道学院学报》 2002年第2期1-3,共3页

从压电材料的驱动原理出发 ,将压电驱动器对梁的作用 ,在压电片两端点处的梁截面中点 ,等效为一对平衡力和一对平衡力偶 ,然后采用频响应函数进行驱动器位置优化 ,并采用模态空间控制方法对智能悬臂梁的振动进行了主动控制 。

关键词 智能悬臂梁 压电驱动器 振动控制 压电材料 位置优化 模态空间控制

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