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两端支承管道在脉动内流作用下振动的主动控制

张锴锋  
【摘要】:本文研究了两端铰支和两端固定输流管道在脉动内流作用下参数共振的主动控制问题。首先分析了输流管道在脉动内流作用下的稳定性。之后针对输流管道的参数共振设计了主动控制器。控制中采用陶瓷压电片作为激励器和传感器。 主动控制器的设计是本文的核心内容。首先,考虑到输流管道零平衡状态的稳定性主要由系统的线性部分决定,而且脉动内流流速的时变范围较小,因此基于二次型性能指标最优控制原理,针对系统的线性定常部分设计了最优控制器。其次,在最优控制器的基础上,引入了独立模态空间的概念,设计了独立模态空间控制器。最后,根据模型参考自适应控制原理,设计了自适应控制器。 本文采用数值仿真的方法对以上控制器的有效性进行了验证。验证结果表明,控制器不但对系统的参数共振有较好的控制效果,而且具有一定的抗参数扰动能力,每个控制器都有各自的特点。此外,还讨论了系统参数对控制性能的影响。


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