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基于神经网络的柔性结构振动主动控制研究

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振动工程学报 2000年第1期13卷 107-111页

作者：路小波陶云刚周洁敏东南大学智能运输系统研究中心南京210096 南京航空航天大学测试工程系南京210016

提出了采用压电元件作为传感器和驱动器 ,基于神经网络技术的柔性结构主动振动控制方法。阐述了神经网络控制的基本原理 ,导出了控制算法 ,并介绍了控制系统构成 ,最后对柔性梁在正弦和伪随机信号激励下的振动进行了主动控制实验。

关键词：振动主动控制神经网络柔性结构航天结构

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基于μ综合的压电柔性结构振动主动控制

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中国机械工程 2014年第2期25卷 147-151,156页

作者：胡俊峰张宪民江西理工大学赣州341000 华南理工大学广州510640

利用模态理论和μ综合方法,对智能柔性悬臂梁进行振动主动控制研究。以压电陶瓷为作动器,电阻应变计为传感器,采用有限元方法和实验模态测试方法建立结构动力学模型,对两种方法所得结果进行比较分析可知有限元模型与实际系统存在误差。... 详细信息

利用模态理论和μ综合方法,对智能柔性悬臂梁进行振动主动控制研究。以压电陶瓷为作动器,电阻应变计为传感器,采用有限元方法和实验模态测试方法建立结构动力学模型,对两种方法所得结果进行比较分析可知有限元模型与实际系统存在误差。考虑外部扰动和量测噪声的不确定性,同时考虑系统固有频率、阻尼比和作动器参数的不确定性,选择模态位移信号为评价量,根据信号的频率特性选择合适的加权函数,利用μ综合方法设计振动控制器。从频域角度分析控制器的有效性,结果表明该控制器能抑制不确定干扰对输出应变的影响,能在系统不确定性情况下满足控制要求,说明控制器具有鲁棒性。进行了振动主动控制实验研究,结果表明,所设计的控制器能有效抑制结构的振动响应。

关键词：智能结构振动主动控制有限元法 μ综合实验模态测试

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基于加速度反馈的智能梁的受迫振动主动控制(英文)

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船舶力学 2013年第6期17卷 702-713页

作者：安方陈卫东张万良南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

针对含可用微分方程描述的外激励的受迫振动系统,考虑外激励的影响,将描述外激励的状态方程与振动系统状态方程联立,基于最小误差激励和状态导数反馈控制思想,设计一种考虑外激励的加速度反馈控制器,用于智能梁的受迫振动的主动抑制。... 详细信息

针对含可用微分方程描述的外激励的受迫振动系统,考虑外激励的影响,将描述外激励的状态方程与振动系统状态方程联立,基于最小误差激励和状态导数反馈控制思想,设计一种考虑外激励的加速度反馈控制器,用于智能梁的受迫振动的主动抑制。由于此控制方法不是采用状态反馈或部分状态思想设计的位移或速度反馈控制而是加速度反馈,在采用加速度测量的测控系统中,可省去由测试加速度信号经一次或两次数值积分分别获得速度、位移信号的步骤,由此可避免数值积分引起的累积误差的影响。另外,由于此控制器设计过程考虑外激励的影响,较之未考虑外激励影响的加速度反馈控制器,在抑制智能梁的受迫振动控制中,发挥出了更好的控制品质。

关键词：受迫振动振动主动控制状态导数反馈加速度反馈控制最小误差激励

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振动主动控制若干问题的研究

振动主动控制若干问题的研究

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作者：孙红灵中国科学技术大学

学位级别：博士

近年来，振动主动控制在航空航天、船舶、汽车等工业领域已经得到了广泛的应用，振动及振动主动控制的理论也已经基本成熟。但是，具体的工程应用仍然存在许多问题亟待解决。航天结构日益大型化、低刚度与柔性化，而大型柔性结构具有柔... 详细信息

近年来，振动主动控制在航空航天、船舶、汽车等工业领域已经得到了广泛的应用，振动及振动主动控制的理论也已经基本成熟。但是，具体的工程应用仍然存在许多问题亟待解决。航天结构日益大型化、低刚度与柔性化，而大型柔性结构具有柔性大、低频模态密集、模态耦合程度高等特点，振动控制比较困难。另一方面，主动吸振和隔振技术在船舶工程的减振降噪方面发挥越来越重要的作用，但存在减振性能低、能耗大等缺陷，因此，研究新型主动吸振和隔振技术具有重要的理论和工程应用价值。本文围绕航空航天中的结构振动控制以及船舶的减振降噪中涉及的一些重要问题开展理论研究。主要包括密频结构的振动主动控制、主动吸振技术、主动隔振技术三个方面，具体内容如下。 1．密频结构的振动主动控制方面迄今为止，密频结构的相关研究主要集中在具有两个密集频率的结构，而实际的大型柔性结构通常有一簇密集频率，这些频率在低频段连续分布。本文针对典型的连续密频结构，即三自由度密频结构，采用单输入反馈摔制，研究了频率间隔、结构不确定参数对控制效果的影响。研究表明，频率间隔是影响控制效果的重要参数，单控制输入仅能控制密集频率对应的模态中的一个，而其余密集频率对应的模态随着控制增益的增大会趋于不可控。当等效密集参数较小时，模态对参数敏感，不确定参数的稍微变化能使模态产生很大的变化。另外，所有模态阻尼之和只与控制增益相关，随控制增益的增加而线性增加。针对典型的密频结构，研究了不同密频结构判别方法间的关系。研究表明，频率密集度计算简单，并且能够反映密频结构的特征，即振型对系统参数摄动敏感，是一种简单有效的密频结构判别方法。通过分析摄动参数对模态振型的影响，给出了密频结构控制存在困难的物理解释，即其困难在于振型对系统摄动敏感，而这种敏感源于系统存在弱耦合。为改进密频结构的控制，提出了增强耦合型控制方法。利用典型密频结构算例验证了该方法的有效性，即能够实现以较少的作动器控制较多的模态。 2．主动吸振技术方面在自适应被动吸振器性能分析的基础上，提出了一种新型自适应共振吸振器（AARA），并申请了发明专利。AARA可以看作自适应被动吸振器（APVA）和主动共振吸振器（ARA）的集成，具备这两者的优点，如低能耗、宽频带高效减振和失效安全等。针对课题组建立的吸振器评估实验系统，首先建立了该系统的动力学模型，进而对课题组设计的机械自调谐式吸振器的减振性能进行了理论预报，理论和实验的结果符合得很好。在多频激励下吸振器的调谐策略方面，对单吸振器、双吸振器和状态切换吸振器（SSA）的性能进行了比较。提出了适用于多频激励的一对一频率调谐方法，并与最优化频率调谐方法进行了比较。结果表明，两者具有几乎相同的性能，而一对一方法不需要耗时的寻优过程，并且一对一方法很容易扩展到激励含有更多频率分量的情况。 3．主动隔振技术方面针对单层隔振系统，分析了主动隔振存在的主要问题，在主动隔振的控制策略、隔振系统结构两个方面提出了一些改进措施。主动隔振存在加剧隔振对象的振动、控制增益大等缺陷。为降低控制增益，提出一种改进的主动隔振系统，能有效降低反馈增益，但却以增加作动器的行程为代价，而作动器的行程和控制力均是隔振对象振幅的函数。为了克服上述缺陷，提出主动隔振与动力吸振器联合减振策略。动力吸振器可有效降低隔振对象的振幅，从而能够减少控制力和作动器的行程，成功地避免了反馈增益和作动器行程之间的矛盾。该策略能够很好地克服传统主动隔振系统中存在的恶化隔振对象的振幅、控制增益大的缺点，是一种能够有效提高主动隔振系统性能的方法。把吸振器引入到浮筏隔振系统，研究了单频、多频激励下吸振器的优化配置和控制策略，为工程应用提供了理论基础。研究表明，吸振器能显著改善浮筏的隔振性能，吸振器的配置方式对结果影响较大，而且应该根据激励频率的情况选择合适的配置方式。提出一种隔振系统评价指标，即功率流传递率，其定义为传递到基础的功率流与输入到隔振对象的功率流之比。基于简单隔振系统，分别采用理论分析和数值模拟研究了功率流传递率与其它性能指标之间的关系。结果表明，有效比能够直接地反映隔振器的有效性，但不能反映隔振系统整体的响应特性。功率流传递率恰好避免了这一缺陷，而且，功率流传递率容易通过振级落差进行估算，因此它的测量比有效比容易实现。此外，数值模拟结果给出了隔振器的阻尼、损耗因子以及刚度对功率流传递率的影响，结果将有助于被动和主动隔振器的设计和性能评估。

关键词：振动主动控制密频结构主动吸振器主动隔振浮筏功率流

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振动主动控制技术的研究与发展

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机床与液压 2004年第3期32卷 1-6页

作者：孙国春史文库田彦涛吉林大学通信工程学院长春130025 吉林大学汽车工程学院长春130025

本文对目前振动主动控制技术的研究现状做了简要评述 ,介绍了主动控制技术中常用传感器和作动器以及应用情况 ,阐述了振动主动控制中主要控制方法和策略及应用中存在的问题 ,提出了振动主动控制技术发展的几点趋势。

关键词：振动主动控制传感器作动器控制方法

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智能结构振动主动控制中驱动器的最优配置

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东北大学学报（自然科学版） 1999年第2期20卷 192-195页

作者：杜立群颜云辉王德俊东北大学机械工程与自动化学院

从振动主动控制系统的振动能量和控制能量的角度出发，基于遗传算法（ＧＡ）求解智能结构振动主动控制中驱动器的最优配置问题·为了获得最佳的控制效果，对常规遗传算法进行了适当的改进·最后以悬臂梁为例。

关键词：振动主动控制智能结构最优配置驱动器

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智能柔性结构振动主动控制中驱动器的最优配置

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机械科学与技术 1999年第4期18卷 528-531页

作者：杜立群颜云辉王德俊东北大学

从振动主动控制系统的振动能量和控制能量的角度出发，应用最优控制理论，对智能柔性结构振动主动控制中驱动器的最优配置策略进行了研究，给出了相应的控制规律。为了获得最佳的控制效果，引入了改进的基因遗传（ＧＡ）算法，并以悬臂... 详细信息

从振动主动控制系统的振动能量和控制能量的角度出发，应用最优控制理论，对智能柔性结构振动主动控制中驱动器的最优配置策略进行了研究，给出了相应的控制规律。为了获得最佳的控制效果，引入了改进的基因遗传（ＧＡ）算法，并以悬臂梁为例，讨论了压电驱动器的位置、数量、配置方式以及控制增益对智能柔性结构振动主动控制效果的影响，为智能梁的结构设计奠定了理论基础。

关键词：振动主动控制智能结构最优配置驱动器

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基于模糊神经融合的超精密机床振动主动控制

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中国机械工程 2000年第8期11卷 872-874页

作者：盖玉先李旦董申哈尔滨工业大学威海分校哈尔滨工业大学精密工程研究所

提出基于模糊神经融合的自适应模糊分散控制系统 ,以对超精密机床进行振动主动控制 ,该控制系统在自适应模糊逻辑的基础上融合了学习过程模糊调整 ,因而同时具有模糊逻辑和神经网络的优点。实验结果表明 ,该控制系统能有效地隔离来自基... 详细信息

提出基于模糊神经融合的自适应模糊分散控制系统 ,以对超精密机床进行振动主动控制 ,该控制系统在自适应模糊逻辑的基础上融合了学习过程模糊调整 ,因而同时具有模糊逻辑和神经网络的优点。实验结果表明 ,该控制系统能有效地隔离来自基础的低频振动 ,改善了超精密机床的加工精度和表面粗糙度。

关键词：超精密机床振动主动控制模糊神经融合

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智能风力机叶片振动主动控制研究综述

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应用力学学报 2015年第3期32卷 446-453,9页

作者：韩江乔印虎张春燕陈杰平缑瑞宾合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009 安徽科技学院机械工程学院凤阳233100

风力机叶片是一个细长柔性体,承受多种交变力的作用,其可靠性受到越来越多的关注,现有风力机叶片的被动式控制很难适应风力机叶片大型化发展的要求,针对智能结构的风力机叶片主动控制的研究越来越受到重视。本文对智能风力机叶片的振动... 详细信息

风力机叶片是一个细长柔性体,承受多种交变力的作用,其可靠性受到越来越多的关注,现有风力机叶片的被动式控制很难适应风力机叶片大型化发展的要求,针对智能结构的风力机叶片主动控制的研究越来越受到重视。本文对智能风力机叶片的振动主动控制问题进行了综述,包括结构设计、不同智能材料选用及各类控制算法(如直接速度控制、状态空间控制、神经网络控制、前馈控制、自适应控制等不同的控制策略)的运用等。现有的研究存在不同程度的不足:1叶片智能结构设计不足;2智能风力机叶片的理论建模不足;3针对风力机叶片的振动主动控制技术有待完善。今后应加强以上方面的研究力度。

关键词：风力机叶片智能材料振动主动控制综述

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振动主动控制技术的研究现状及发展趋势

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农机化研究 2005年第5期27卷 30-32页

作者：王玲玲李耀刚陈冠国河北农业大学机械工程学院河北唐山063009

振动控制一般分为被动、主动和半主动控制等类型。被动控制又称无源控制,它不需外界能源提供控制力,结构简单,易于实现,许多场合已获得了应用。为此,阐述了振动主动控制的发展概况和应用领域,总结了近年来该技术采用的控制方法、发展趋... 详细信息

振动控制一般分为被动、主动和半主动控制等类型。被动控制又称无源控制,它不需外界能源提供控制力,结构简单,易于实现,许多场合已获得了应用。为此,阐述了振动主动控制的发展概况和应用领域,总结了近年来该技术采用的控制方法、发展趋势及应用情况。

关键词：自动控制技术振动主动控制综述控制发展趋势

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