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《吉林大学》 2008年
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基于IMSC的简支梁振动的主动控制技术研究

周振龙  
【摘要】: 振动主动控制技术作为振动工程领域内的一项新兴技术,正日益成为解决航空航天等领域振动控制问题的有效手段。本文以粘有压电驱动器的简支梁为研究对象,建立了该简支梁的数学模型,运用ANSYS软件对其进行了模态分析,采用独立模态空间控制法(IMSC)设计了系统的控制律,并通过压电驱动器对简支梁的一阶振动进行了主动控制。本文主要内容如下: 1.简支梁数学模型的建立。确定了压电驱动器粘贴位置和位移传感器的检测位置。将简支梁简化为一个三自由度系统,求出了简支梁的质量矩阵和刚度矩阵,推导了阻尼矩阵的表达式,建立了简支梁的运动微分方程和状态空间方程; 2.简支梁的模态分析。运用ANSYS软件对简支梁进行了模态分析,得出梁的前三阶固有频率和固有振型,并通过实验测定了简支梁的前三阶固有频率; 3.控制律的设计。基于独立模态空间控制法设计了系统的控制律,根据矩阵迭代法确定了系统的前三阶振型矩阵,进而提取了模态坐标。通过极点配置确定了模态控制力的位移增益和速度增益,得出了由位移和速度表示的模态控制力,并将其转化为实际控制力; 4.控制程序和控制面板的设计。通过实验确定了控制力与驱动器输入等效电压的关系,并基于LabVIEW软件平台,设计了控制系统的控制程序和控制面板; 5.简支梁振动的主动控制实验研究。建立了简支梁的振动主动控制系统,应用所设计的控制系统,对初始扰动下简支梁的自由振动进行了抑制,比较了简支梁在自由衰减状态下和在主动控制状态下回复到平衡状态的时间。对不同频率激振下简支梁的受迫振动进行了抑制,对受控前的稳态振幅和受控后的稳态振幅进行了比较和分析。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB535

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