模型不确定压电柔性结构的鲁棒振动控制 被引量：7

1

作者 徐亚兰 陈建军 王小兵 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期185-189,共5页

以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立结构的不确定线性分式模型(linear fractional representation);根据不确定模型,在确保闭环系统H∞范数小于设定上界条件下总体优化H2范数... 以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立结构的不确定线性分式模型(linear fractional representation);根据不确定模型,在确保闭环系统H∞范数小于设定上界条件下总体优化H2范数,设计对结构进行振动控制的动态输出反馈控制器;并利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality)将控制问题转化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题。最后以简支压电柔性梁为例,给出仿真结果。 展开更多

关键词 压电柔性结构 模型不确定 线性矩阵不等式

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模型不确定压电柔性结构的多目标振动控制 被引量：4

2

作者 徐亚兰 陈建军 王小兵 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期377-382,共6页

以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立了结构的不确定线性分式模型;根据不确定模型设计了一个对结构进行振动控制的动态输出反馈控制器,使闭环系统满足鲁棒稳定、扰动抑制、极... 以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立了结构的不确定线性分式模型;根据不确定模型设计了一个对结构进行振动控制的动态输出反馈控制器,使闭环系统满足鲁棒稳定、扰动抑制、极点配置约束及控制输入约束等性能要求;并利用线性矩阵不等式,将具有多个性能要求的振动控制问题转化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题。最后以简支压电柔性梁为例,设计了一个融合多性能指标的动态输出反馈非同位控制器,并给出了仿真结果。 展开更多

关键词 压电柔性结构 模型不确定 线性矩阵不等式 多目标振动控制

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具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H_∞振动控制 被引量：2

3

作者 徐亚兰 陈建军 +1 位作者 王小兵 谢永强 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2007年第3期332-341,共10页

以具有范数有界不确定的压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性以及剔除残余模态所引起的模型误差,建立了模态空间内结构的不确定线性分式模型;根据所建立的不确定模型,设计了一个对结构进行振动控制的非同位动态输出反馈H... 以具有范数有界不确定的压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性以及剔除残余模态所引起的模型误差,建立了模态空间内结构的不确定线性分式模型;根据所建立的不确定模型,设计了一个对结构进行振动控制的非同位动态输出反馈H∞控制器,并将不确定闭环系统的极点配置在所预设的区域;利用线性矩阵不等式方法,将具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H∞振动控制问题转化为一个具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题.仿真结果表明,所建立的模态不确定模型是合理可行的,系统在控制结构低频模态的同时,能很好地抑制在非同位控制中因模型降阶而带来的高阶模态溢出;与单纯的鲁棒H∞控制方法相比较,采用带极点约束的鲁棒H∞控制方法对不确定柔性结构进行振动控制,可保留很好的稳态响应,同时也获得了更理想的动态响应特性. 展开更多

关键词 压电柔性结构 不确定模型 线性矩阵不等式 极点配置

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基于遗传算法的不确定压电柔性结构H_2/H_∞混合振动控制 被引量：2

4

作者 徐亚兰 陈建军 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期1-6,共6页

无穷范数和2-范数是优化控制理论的两个重要系统性能指标。前者考虑可能发生振动的最坏情况,过于保守;后者考虑系统的综合性能,未考虑共振情况;将两种指标结合起来将会同时兼顾鲁棒稳定性和系统时域性能。该文考虑不确定压电柔性结构模... 无穷范数和2-范数是优化控制理论的两个重要系统性能指标。前者考虑可能发生振动的最坏情况,过于保守;后者考虑系统的综合性能,未考虑共振情况;将两种指标结合起来将会同时兼顾鲁棒稳定性和系统时域性能。该文考虑不确定压电柔性结构模态参数的不确定性及模型误差,建立了结构模态空间的线性分式模型,给出了一种基于遗传算法的结构混合动态输出反馈振动控制器设计方法。首先通过线性矩阵不等式得到了多个无穷范数性能指标下的控制器,然后通过遗传算法对所得到的控制器进行了系统2-范数性能优化,设计了兼顾鲁棒性和系统时域性能要求的混合动态输出反馈控制器。 展开更多

关键词 压电柔性结构 不确定性 振动控制 遗传算法 输出反馈

原文传递

基于模型降阶的压电柔性结构动力响应分析 被引量：1

5

作者 张京军 何丽丽 高瑞贞 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期22-27,共6页

用ANSYS软件对压电柔性结构建模,并计算其模态圆频率,按基于H2范数的空间模型降阶方法提取所需模态,应用D优化设计准则确定压电元件的最优位置,避免了布置的随机性,有效的减少了传感器/驱动器的个数而不会影响控制效果。最后以压电悬臂... 用ANSYS软件对压电柔性结构建模,并计算其模态圆频率,按基于H2范数的空间模型降阶方法提取所需模态,应用D优化设计准则确定压电元件的最优位置,避免了布置的随机性,有效的减少了传感器/驱动器的个数而不会影响控制效果。最后以压电悬臂梁为例给出了系统的阶跃响应曲线,说明了此方法较常规的模态截断法更具优越性。 展开更多

关键词 压电柔性结构 模态截断 模型降阶 D优化准则 ANSYS软件

原文传递

压电柔性结构模态参数辨识的小波变换法

6

作者 徐亚兰 陈建军 +1 位作者 马娟 崔明涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期231-236,共6页

利用小波变换的线性变换特性,结合Morlet小波的性质和结构振动系统自由响应信号的形式,构造了一组小波族,并通过利用2-范数对结构响应信号的小波变换进行归一化以及小波变换局部极大值的计算,获得了结构的模态频率与模态振型。仿真结果... 利用小波变换的线性变换特性,结合Morlet小波的性质和结构振动系统自由响应信号的形式,构造了一组小波族,并通过利用2-范数对结构响应信号的小波变换进行归一化以及小波变换局部极大值的计算,获得了结构的模态频率与模态振型。仿真结果表明,Morlet连续小波变换不同尺度之间重叠的冗余性,使得利用尺度与信号频率的变换关系来进行准确的密集模态参数辨识比较困难,而本文方法简单有效,比直接利用Morlet小波更为直观、方便和准确,对压电柔性结构的低频密集模态频率和模态振型能够很好地辨识。 展开更多

关键词 压电柔性结构 模态参数辨识 小波变换

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多通道FULMS自适应前馈振动控制算法分析与验证 被引量：10

7

作者 朱晓锦 黄全振 +2 位作者 高志远 高守玮 姜恩宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期198-204,共7页

柔性结构振动主动控制的核心问题之一是控制策略与方法,针对FXLMS自适应滤波前馈振动控制方法参考信号不易选取问题,给出一种多通道FULMS自适应滤波前馈振动控制方法;首先进行控制器结构的分析与构建,概括描述和推导了多通道FULMS控制... 柔性结构振动主动控制的核心问题之一是控制策略与方法,针对FXLMS自适应滤波前馈振动控制方法参考信号不易选取问题,给出一种多通道FULMS自适应滤波前馈振动控制方法;首先进行控制器结构的分析与构建,概括描述和推导了多通道FULMS控制算法过程;为验证所分析算法的可行性和优越性,基于MATLAB软件包进行仿真分析,并与FXLMS算法分别进行单通道和多通道控制效果对比,分析结果表明多通道控制优于单通道控制,FULMS算法优于FXLMS算法。在此基础上,以航天器柔性帆板结构为理想模拟对象,构建压电机敏柔性板结构和测控系统进行实际算法控制实验;实验过程与验证结果表明,采用的FULMS控制器设计方法与控制算法是有效可行的,并具有较快的收敛速度和较好的控制效果。 展开更多

关键词 振动主动控制 智能压电柔性结构 FXLMS算法 FULMS算法 实验分析与验证

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几何非线性压电柔性板结构的模糊H_∞振动控制 被引量：2

8

作者 徐亚兰 陈建军 +1 位作者 谢永强 陈龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期112-116,共5页

以具有带压电传感器和作动器的大挠度柔性矩形板结构为对象,考虑结构的几何非线性,利用广义傅里叶级数与数值积分建立其非线性横向振动的近似动力学分析模型,进行结构的Takagi-sugeno(简称T-S)模糊建模,并在此模型基础上设计一个对结构... 以具有带压电传感器和作动器的大挠度柔性矩形板结构为对象,考虑结构的几何非线性,利用广义傅里叶级数与数值积分建立其非线性横向振动的近似动力学分析模型,进行结构的Takagi-sugeno(简称T-S)模糊建模,并在此模型基础上设计一个对结构进行非线性振动控制的模糊H∞动态输出反馈控制律,给出了仿真结果。结果表明:文中利用T-S模糊模型设计的模糊H∞动态输出反馈控制律对几何非线性板结构有很好的抑制作用,且给出的控制律其计算量不大,易于实现。 展开更多

关键词 压电柔性板结构 Takagi-Sugeno模糊建模 H∞输出反馈控制 线性矩阵不等式

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基于模态空间H_2范数的压电柔性梁结构动力学模型降阶 被引量：2

9

作者 徐亚兰 陈建军 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第8期960-962,998,共4页

利用模态的空间H2范数作为各个模态对多输入-无限维空间分布输出的压电柔性梁结构动力响应贡献大小的度量,并给出了一种根据各个模态对结构动力响应的贡献大小,对带有多个压电作动器块、输出为空间分布的柔性结构进行模态挑选而获得降... 利用模态的空间H2范数作为各个模态对多输入-无限维空间分布输出的压电柔性梁结构动力响应贡献大小的度量,并给出了一种根据各个模态对结构动力响应的贡献大小,对带有多个压电作动器块、输出为空间分布的柔性结构进行模态挑选而获得降阶模型的方法。最后以柔性简支梁结构为例给出了仿真结果,并与常规的模态截断方法进行了比较。 展开更多

关键词 模型降阶 模态截断 模态的空间范数 压电柔性梁结构

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基于FULMS算法的压电机敏柔性结构振动主动控制 被引量：2

10

作者 邵勇 高志远 +2 位作者 高守玮 黄全振 朱晓锦 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2011年第6期1003-1013,共11页

面向航空航天器挠性结构振动主动控制研究背景,针对FXLMS控制算法无法直接从振动结构提取参考信号的缺陷,以经过传感器作动器优化配置的压电机敏柔性梁为模型结构,研究了一种基于多通道FULMS算法的结构振动主动控制器.针对参考信号取自... 面向航空航天器挠性结构振动主动控制研究背景,针对FXLMS控制算法无法直接从振动结构提取参考信号的缺陷,以经过传感器作动器优化配置的压电机敏柔性梁为模型结构,研究了一种基于多通道FULMS算法的结构振动主动控制器.针对参考信号取自激振信号和直接取自振动结构两种情况,对FXLMS控制算法及FULMS控制算法进行了仿真分析与验证;结果表明FXLMS算法高度依赖参考信号选取,FULMS算法相对FXLMS算法具有更好的收敛性,且能够实现参考信号直接提取策略.在此基础上构建了测控系统和实验平台,进行基于多通道FULMS控制算法的压电柔性结构振动主动控制实验,验证了参考信号从振动结构中直接提取策略的可行性与多通道FULMS控制算法的有效性. 展开更多

关键词 振动主动控制 FULMS算法 压电机敏柔性结构 算法分析与实现 参考信号提取

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压电致动柔性结构的迟滞建模与精密控制技术研究 被引量：1

11

作者 金爱国 郭德强 金贵阳 《南方农机》 2023年第24期127-130,共4页

【目的】压电致动柔性结构固有的非线性迟滞行为和蠕变行为等特性会直接影响其定位精度,特别是非线性迟滞现象大大降低了定位精度。因此,为了获得较高的定位精度,研究压电致动柔性结构的迟滞建模和控制方法有重大意义。【方法】课题组... 【目的】压电致动柔性结构固有的非线性迟滞行为和蠕变行为等特性会直接影响其定位精度,特别是非线性迟滞现象大大降低了定位精度。因此,为了获得较高的定位精度,研究压电致动柔性结构的迟滞建模和控制方法有重大意义。【方法】课题组探讨了压电致动柔性结构的迟滞特性与分类,迟滞模型通常可以分为物理迟滞模型和唯象迟滞模型。重点对唯象迟滞模型进行了探讨,其又可以分为静态迟滞模型和动态迟滞模型。在静态迟滞建模部分罗列了4种广泛应用的模型,而动态迟滞建模分为整体式和分离式两类,对比分析了其各自的优缺点及适用场合。【结果】在迟滞建模方面,分离式动态建模方法不但能够充分继承静态迟滞建模的优点,而且建模较为简单,因而被广泛应用。在控制策略方面,无迟滞逆模型的控制方法相对较为简单,避免了迟滞系统建模难的问题;而基于迟滞逆模型的控制方法简单易学,能够有效用于压电致动柔性结构的迟滞补偿。【结论】压电致动柔性结构与传统执行机构相比,具有响应快、驱动力大、分辨率高、噪声低等优点,在机械加工、振动控制、校准以及微纳观测和操作等各个领域的应用前景广阔。 展开更多

关键词 压电致动柔性结构 迟滞建模 控制技术 迟滞逆模型

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可延展压电薄膜基底结构界面脱粘的预测与调控

12

作者 周煜棠 王博 +3 位作者 张博涵 毕皓皓 黄永安 王烁道 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期247-256,共10页

调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而,该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用,致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中,容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。该文将从理论分析和数值仿... 调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而,该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用,致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中,容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。该文将从理论分析和数值仿真角度,研究压电薄膜在柔性基底表面上的失稳特性。由于压电薄膜变形具有大位移小应变的特点,该文基于非线性Euler-Bernoulli梁理论与能量最小化原理,建立压电薄膜基底结构无屈曲、褶皱、局部屈曲及全脱层屈曲模式的理论分析模型;从能量角度定量分析了薄膜-基底结构4种模式相互演变的临界条件;通过数值仿真,验证了该文解析结的有效性,定量、定性的讨论了薄膜基底结构的材料、几何参数对4种模式演变的影响。研究结果表明:改变基底弹性模量、预应变、物理场强度和界面粘附系数能够调控压电薄膜基底结构的屈曲模式;通过调控温度变化量和电压的方式,能够实现对压电薄膜基底结构的失稳特性精细化调控。该文的研究结果将为提升薄膜基底型的电子器件的稳定性及优化设计提供理论支持。 展开更多

关键词 压电薄膜-柔性基底结构 脱粘 分层 表面失稳 临界应变

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