收藏本站
《西安理工大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

弹性连杆机构振动主动控制理论与实验研究

李鹏飞  
【摘要】:本文以弹性连杆机构为对象,对含机敏构件的弹性机构动力学模型的建立、机构弹性振动主动控制方法、原动件速度变化对机构动态性能的影响等问题进行了比较系统深入的研究。主要研究工作及结论如下: 采用有限元法和Lagrange方程,建立了含压电机敏构件的弹性连杆机构动力学模型,并对其动力学响应进行求解。在建模过程中,考虑了机构刚体运动和构件弹性变形引起的刚弹耦合效应、压电材料机电耦合效应对机构动能和变形能的影响、以及机构变形引起的几何非线性因素等。建立的机构模型为时变的非线性动力学方程,采用改进的状态空间闭式算法对其进行求解。计算出的弹性机构动力学响应与实验测得的响应数据基本吻合。 针对弹性连杆机构振动主动控制系统特点,提出了基于机构离散状态空间模型的主动模型算法控制方法。复杂的时变非线性弹性连杆机构动力学行为受多种因素影响,而模型算法控制方法降低了对系统模型的要求,其突出优点在于对复杂系统的不确定因素的适应性。采用该方法对弹性机构振动主动控制进行了仿真和实验研究。仿真结果与最优控制方法计算结果进行比较,对比显示其控制效果优于最优控制。实验研究验证了主动模型算法控制方法的有效性。 在机构振动响应主动模型算法控制研究基础上,进一步提出了抑制弹性连杆机构振动响应的主动预测函数控制方法。根据机构动态响应和压电材料的特性,选择了机构振动变形响应的参考轨迹、基函数和电压约束条件。通过优化基函数的线性组合系数,使控制电压具有规律性,在线计算量减小。讨论了预测时域长度等相关参数变化对控制效果的影响。对最优控制、模型算法控制和预测函数控制三种控制方法的优缺点进行了对比分析。 研究了振动主动控制中作动器和传感器位置优化问题。针对弹性连杆机构动态系统模态参数时变的特点,提出了表征作动器作动能量的可控性指标和表征传感器测量信号能量的可观性指标,据此判断作动器和传感器的最优位置。通过对弹性连杆机构的数值仿真和简支梁激励实验,确定了传感器和作动器的最优位置。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH112

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡国龙,孙优贤;预测控制进展及其应用研究[J];电力系统及其自动化学报;2003年01期
2 陆永辉,孟彩芳,张策;一种新型混合输入式曲柄压力机的研究[J];锻压机械;2000年06期
3 周双林,邹慧君,姚燕安,郭为忠;实现变椭圆轨迹混合输入五杆机构的设计[J];机械设计与研究;2000年04期
4 李瑞琴,邹慧君;可控机构的分类及应用[J];机械设计与研究;2002年04期
5 俞武勇,季林红,阎绍泽,金德闻,贾晓红;含间隙机构运动副的动力学模型[J];机械科学与技术;2001年05期
6 张宪民,郭雪梅,徐杜,王国利,倪振华;柔性机构振动控制的研究进展及存在的若干问题[J];机械科学与技术;1998年04期
7 常宗瑜,张策,王玉新;含间隙连杆机构的分叉和混沌现象[J];机械强度;2001年01期
8 靳春梅,邱阳,樊灵,张陵;含间隙机构动力学研究若干问题[J];机械强度;2001年01期
9 靳春梅,邱阳,樊灵,张陵;含间隙弹性机构动态特性分析[J];机械强度;2001年02期
10 任建亭,邱阳,刘宏昭;柔性连杆机构振动主被动混合控制研究[J];机械强度;1998年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴克恭;埋入压电材料的智能复合材料结构振动主动控制理论和实验研究[D];西北工业大学;2003年
2 宋轶民;基于神经网络的弹性连杆机构振动主动控制理论、方法与实验研究[D];天津大学;1999年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 淡丹辉,何广汉;智能土木结构理论初探[J];四川建筑科学研究;2001年04期
2 淡丹辉,何广汉;智能桥梁结构的智能计算方案及其初步实现[J];四川建筑科学研究;2002年04期
3 王威;王社良;苏三庆;;土木结构应用SMA进行振动控制存在的难点问题[J];四川建筑科学研究;2009年03期
4 张琳楠,石志飞;简支梯度压电梁的解析解[J];北方交通大学学报;2002年01期
5 吴大方,刘安成,麦汉超,房元鹏;压电智能柔性梁振动主动控制研究[J];北京航空航天大学学报;2004年02期
6 边宇枢,陆震;柔性冗余度机器人振动控制的一种方法[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
7 刘晓平,张艳玲,李綮;结构振动主动控制中的控制律[J];北京邮电大学学报;1998年02期
8 马海龙,陆建辉,李宇生;基于极点配置的海洋平台粘弹性阻尼振动控制[J];船舶力学;2004年04期
9 王霆,李小鹏,金晋,葛文奇;基于内模控制的CCD像机消旋控制器[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年06期
10 喻晓红;杨涛;;基于控制精度的有限拍内模控制器最优设计[J];成都大学学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡志坤;桂卫华;阳春华;张作良;王晓丽;;连续碳酸化分解过程智能控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 赵曜;;实现鲁棒无差跟踪的内模控制器参数化及其与常规内模控制的比较[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 刘青松;曹泰斌;钱苏翔;;基于MEC的在线辨识与模糊内模控制的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;An IMC-PI~λ D~μ Controller Design for Fractional Calculus System[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 郑钢铁;刘明辉;;子结构模态综合的研究进展与应用[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
6 袁万朋;杨铁军;周刘彬;石慧;朱明刚;朱安周;;大型弹性隔振系统振动主动控制仿真研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 黄维平;王晓燕;;传感器优化配置的改进逐步累积法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
8 李华军;杨和振;;海洋平台结构参数识别和损伤诊断技术的研究进展[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年
9 计时鸣;袁巧玲;谢毅;张利;;光纤智能梁主动振动控制的研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 陈龙祥;蔡国平;;柔性悬臂梁的多时滞最优控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年
2 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
3 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
4 钱锋;层合压电智能结构振动主动控制数值模拟及其优化[D];合肥工业大学;2011年
5 袁英才;卷筒纸印刷机含间隙折页机构动力学研究及稳健设计[D];中南大学;2011年
6 刘明;油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究[D];东北石油大学;2011年
7 刘强;三维振动主动隔离智能结构中的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 黄益绍;不确定非线性大系统分散自适应模糊控制算法与应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 王新杰;PLZT光致伸缩特性及光电层合回转薄壳主动控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 游斌弟;星载天线动态指向精度动力学分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
2 杜宝祯;嵌入式无线网络化测控系统的设计与实现[D];江西理工大学;2010年
3 刘天元;内模控制算法在锅炉烟气脱硫pH值控制系统中的仿真研究[D];昆明理工大学;2009年
4 黄海洋;高速轮转印刷机折页机构稳健设计方法研究[D];北京印刷学院;2011年
5 王秋婧;压电陶瓷驱动器力学模型理论与试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
6 江威;汽车等速万向节传动轴仿真研究及其软件平台开发[D];浙江大学;2011年
7 陈良;周期性干扰的控制与补偿[D];东华大学;2011年
8 孟祥华;多变量大时滞系统的内模解耦控制[D];东北电力大学;2011年
9 范烨晗;预测控制在指挥自动化系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 葛秀苇;环形力矩电机动态滑模控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘才山,陈滨;结构柔性对系统碰撞动力学响应的影响[J];北京大学学报(自然科学版);2000年01期
2 董聪,何庆芝;随机疲劳累积损伤可靠性分析模型[J];北京航空航天大学学报;1995年02期
3 石中锁,孙一康,舒迪前;基于神经网络的动态矩阵控制[J];北京科技大学学报;1995年05期
4 文荣,吴德隆;空间伸展机构动力学实验研究[J];导弹与航天运载技术;1996年02期
5 陈滨,潘寒萌;含铰接间隙与杆件柔性的空间伸展机构单元的动力学建模与计算模拟第一部分:动力学建模[J];导弹与航天运载技术;1997年01期
6 陈滨,潘寒萌;含铰接间隙与杆件柔性的空间伸展机构单元的动力学建模与计算模拟──第二部分 : 系统动态特性的计算模拟结果[J];导弹与航天运载技术;1997年03期
7 张井岗,曾建潮,孙志毅;直流电动机调速系统的内模控制[J];电机与控制学报;1998年02期
8 李俊,孙德敏,魏衡华,邱雪峰,薛美盛;PID自动整定和阶梯式GPC在大型电站锅炉中的应用[J];电力系统自动化;2000年18期
9 李国庆;电力系统暂态稳定预测控制的研究[J];电力系统自动化;1994年03期
10 陶小虎,黄民翔;一种基于模糊规则和神经网络的负荷预测方法[J];电力系统及其自动化学报;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 赵曜;;动态矩阵控制的稳定性和鲁棒性分析[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
2 赵曜;;基于内模结构的鲁棒有限拍控制及其与预测控制的比较[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程自彬;;椭圆齿轮-连杆组合机构的运动分析[J];湖南大学学报(自然科学版);1993年03期
2 陈天全,刘林;连杆机构可视化设计和模拟研究[J];机械;1999年06期
3 周凌;;基于量子粒子群算法的连杆机构的优化设计[J];价值工程;2010年35期
4 陈祥荣;仪器仪表中连杆机构的优化设计[J];仪器仪表学报;1988年02期
5 姜守厚;;八杆机构联轴器的工作原理及设计[J];燕山大学学报;1989年02期
6 金圭;连杆式组合弯管机构的分析和实践[J];锻压技术;1999年01期
7 何在洲,张华弟;连杆机构运动空间计算[J];机械研究与应用;2003年01期
8 李兆军,蔡敢为,潘德永;电动机用复合材料连杆机构系统的模糊优化设计[J];机械设计与制造;2005年10期
9 卫江红;;连杆机构结构分解的自动化[J];农业装备与车辆工程;2009年07期
10 何俊;冯鉴;;基于Matlab的平面连杆机构预定轨迹优化设计[J];煤矿机械;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陆念力;兰朋;金奕山;;弹性连杆机构动力分析的一种新方法[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
2 孙玉秋;柴承文;;卷筒纸印刷机气动离合压机构设计[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
3 谢进;魏宏;阎开印;陈永;;混合驱动连杆机构设计策略的研究[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
4 胡孔白;;热轧板垛板坯装置的研制[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
5 刘开昌;叶荣礼;郑财权;林渝晟;王辉辉;;急回连杆机构的作图法设计[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
6 刘茂武;贾巨民;冯仁余;;汽车尾板技术中传动用平面连杆机构的运动分析[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
7 李晏;何珊;;连杆式自动定心装置及其在转动惯量测定仪中的应用[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
8 常宗瑜;邱明旭;牛文铁;王刚;;浅谈含间隙机构的研究现状[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
9 褚金奎;曹惟庆;;运动链的拓朴结构及其参数损失——机构拓扑结构与性能关系的探讨[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
10 拓耀飞;陈建军;陈永琴;;基于弹性动力学的连杆机构可靠性分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 荆波;岗位安全须知卡的应用[N];中国安全生产报;2005年
2 ;柴油机出现下述情况应大修[N];江苏科技报;2006年
3 王红瑞;宏大纺机F2461型无捻粗纱机通过科技成果鉴定[N];中国纺织报;2008年
4 严通;咋判断柴油机应大修[N];辽源日报;2005年
5 北京科技大学资源工程学院教授 王国彪;国外工程机械新技术、新结构与发展趋势[N];中国机电日报;2000年
6 ;国外工程机械新技术、新结构(下)[N];中国水利报;2000年
7 朱广凯;盛夏使用拖拉机注意啥?[N];山东科技报;2007年
8 广东 张云;为大功率三相手动空气开关加无线遥控装置[N];电子报;2006年
9 顾永强 唐文芳 胡燕玲;企业员工青睐质疑式互动培训[N];工人日报;2007年
10 本刊记者  胡筱燕 通讯员  高微征;发挥科技实力 服务经济发展[N];山西经济日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘长焕;单元及组合型网格式移动连杆机构的研究[D];北京交通大学;2013年
2 孟宪举;基于稳健设计的含间隙弹性连杆机构分析与综合[D];天津大学;2003年
3 张学军;残膜分离与输送装置的研究[D];吉林大学;2007年
4 李兆军;电动机—弹性连杆机构系统耦合动力学研究[D];华中科技大学;2006年
5 郭晓宁;连杆机构的结构运动学特征及参数化实体运动仿真的研究[D];西安理工大学;2003年
6 孙建伟;基于谐波特征参数的空间连杆机构尺度综合研究[D];大连理工大学;2010年
7 林军;基于高效的双输出函数脉冲发生机构的运动——动力学综合研究[D];重庆大学;2002年
8 常欣;潜器全方向推进器的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 刘超;空间单闭链两足步行连杆机构的研究[D];北京交通大学;2013年
10 李涛;基于简单曲线自适应逼近的平面连杆机构优化综合理论与方法的研究[D];大连理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王永亮;移动连杆机构的类型及其模块化设计的研究[D];北京交通大学;2011年
2 曾锦锋;机械式四轮转向系统的分析与设计[D];浙江理工大学;2013年
3 龙慧;含裂纹构件的连杆机构动态特性研究[D];广西大学;2013年
4 吕继超;具有复合材料构件的混合驱动连杆机构控制及性能研究[D];东华大学;2004年
5 梁洁萍;弹性连杆机构机电耦合的动态性能分析研究[D];武汉理工大学;2003年
6 李连江;平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真[D];天津工业大学;2005年
7 蒋青松;基于虚拟现实技术的机构认知分析及创新设计平台的建立[D];山东大学;2012年
8 张晨;伺服压力机三角连杆式传动机构的研究[D];华中科技大学;2013年
9 高树清;多刚体系统运动分析及基于AS的建模与动态模拟[D];合肥工业大学;2009年
10 单宁;混合驱动连杆机构分析与实验研究[D];西安理工大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026