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相似文献
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1.
作动器/传感器优化配置的研究进展   总被引:58,自引:2,他引:56  
刘福强  张令弥 《力学进展》2000,30(4):526-516
给出了作动器/传感器优化配置问题的数学描述,综述了作动器/传感器优化配置方法的发展现状.阐述了振动控制和模态试验中作动器/传感器优化配置的关系.并给出需要进一步研究的几个问题   相似文献   

2.
一种逆优化设计振动控制作动器的数目和位置的方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
在建立了悬臂梁上粘贴压电陶瓷片实现振动控制的动力学方程的基础上,研究了一种逆优化设计作动器/传感器的数目和位置的方法;用压电陶瓷作为自传感器作动器,以悬臂梁的振动控制为研究对象,要求振动控制系统具有一定的模态阻尼比,并以作动器控制力最小为目标函数,优化设计作动器/传感器的数目和位置。最后通过数值算例证明了该方法的有效性。  相似文献   

3.
振动工程中智能结构的研究进展   总被引:44,自引:2,他引:42  
介绍了智能结构的概念,评述了近年来用于振动工程中的智能结构所研究的几个基本问题:传感器,作动器,智能结构动力学建模及其振动控制,传感/作动器在结构中的优化配置,并提出了建议研究的几个问题:作动/传感材料的研究、集成技术的研究、控制器的研究和结构控制一体化优化技术  相似文献   

4.
压电桁架作动器/传感器优化配置算法研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
针对自适应压电桁架结构振动控制,建立了作动器/传感器优化配置数学模型,并提出一种优化配置的新方法。为了减少结构分析次数,该方法将近似概念、对偶法和遗传算法相结合,首先采用多点近似技术建立原问题的序列近似问题,再对近似问题中的作动器/传感器位置离散变量和控制增益连续变量采用遗传算法和对偶方法分别寻优的分层优化策略。为了提高近似问题对原问题的逼近程度,本文提出一种适于离散变量结构优化的分段多点近似函数。算例表明本文方法能够以很少的结构分析次数得到最优解。  相似文献   

5.
密集模态挠性结构传感器/作动器的优化配置   总被引:2,自引:0,他引:2  
陈光  王永  万璞 《实验力学》2006,21(2):183-189
在适当的假设条件下,推导出了压电作动器产生的弯矩与输入电压的关系式及压电传感器输出电压与输入弯矩的关系,进而得到H型密集模态挠性板模型的状态空间表达式,并由此模型出发,采用一种基于能量的传感器/作动器的优化配置策略,该准则可以很自然地研究整个动态模型的可控性和可观性,进而确定传感器/作动器的位置。针对H型密集模态挠性板振动主动控制的数值仿真表明了该准则的有效性。  相似文献   

6.
田晓耕  陈儒 《实验力学》1998,13(2):224-230
用实验方法研究了支架振动主动控制。结果表明,用压电陶瓷片作传感器和作动器,采用速度反馈控制,无论是谐和激励还是随机激励,支架振动都能得到有效抑制。振动控制中压电陶瓷片作传感器既简便易行,又减少了附加质量对被控结构动态特性的影响。  相似文献   

7.
考虑激励确定作动器优化布置方法的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
作动器优化布置是振动主动控制中的一个重要问题。本文考虑了外部激励的作用,提出了一种与独立模态空间控制方法结合使用的作动器位置优化准则。为使系统具有最大可控度,依据被控结构动态响应中各阶模态贡献的大小,建立相应的目标函数通过求其极大值,可得出作动器优化布置方案。最后通过一个算例验证了所提出理论与方法的有效性,从算例中可以看出,作动器的优化位置与激振力的位置和频率有直接联系。  相似文献   

8.
压电自感知悬臂梁振动的主动控制研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用压电片的正逆压电效应,提出了一种基于分时结构的自感知作动器,将压电片作为传感器和作动器的功能在时间上进行分离,以实现用同一压电片在作动与传感之间的功能切换,并探讨了其用于主动控制的可行性,对一悬臂粱的振动主动控制研究表明该自感知作动器在实际上是可行的。  相似文献   

9.
伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架结构伸展臂,研究其作动绳上铰链串联顺序的优化和模型预测控制律的设计,这两部分内容均考虑了作动绳的单边约束和饱和约束。首先,通过ANSYS软件获取结构的模态信息;然后结合系统可控性原理和遗传算法计算出作动绳上铰链串联最优顺序;最后,在数值仿真中,通过设计的控制率对一个由四个单元组成的桁架结构伸展臂的振动控制过程进行仿真分析。结果表明,提出的作动绳串联铰链的方式能够有效抑制伸展臂的振动。  相似文献   

10.
设计了一个层叠式PVDF压电作动器用于壳结构的振动控制。考虑压电层、粘接层、壳体耦合关系,推导了表面局部粘贴层叠式PVDF压电作动器的圆柱壳的振动控制方程,给出了作动力与压电层和粘接层层数、厚度之间的关系以及作动力与作动器粘贴位置之间的关系。针对一端固定、另一端自由的圆柱壳,进行了振动控制仿真。结果表明层叠式PVDF压电作动器作动力与作动器层数近似成线性关系,增大作动器层数能有效增大作动力,在低控制电压下能显著抑制圆柱壳振动,作动器周向不完全粘贴时,在径向产生的径向作动力对壳体横向振动控制非常有利。说明了层叠式PVDF压电作动器是一种可用于壳体结构振动并具有良好作动效果的作动器。  相似文献   

11.
We consider an incompressible fluid in a three-dimensional pipe, following the Navier–Stokes system with classical boundary conditions. We are interested in the following question: is there any optimal shape for the criterion “energy dissipated by the fluid”? Moreover, is the cylinder the optimal shape? We prove that there exists an optimal shape in a reasonable class of admissible domains, but the cylinder is not optimal. For that purpose, we define the first order optimality condition, thanks to the adjoint state and we prove that it is impossible that the adjoint state be a solution of this over-determined system when the domain is the cylinder. At last, we show some numerical simulations for that problem.  相似文献   

12.
A solution is found to the problem on optimal transitions of a spacecraft with a low-power thruster and an energy storage between two close noncoplanar circular orbits. The maximum payload is chosen to be the optimality criterion. The optimal time-dependences of controls and optimal relationships among the mass parameters of the propulsion system are presented. Ranges of these parameters are found within which an energy storage would be appropriate for use. The results are compared with those for a constant-power thruster. The effect of the radial increment and the increment in the orbit inclination angle on the efficiency of the energy storage is studied  相似文献   

13.
An optimal polynomial control strategy is developed in the context of the physical stochastic optimal control scheme of structures that is well-adapted to randomly-driven non-linear dynamical systems. A class of Duffing oscillators with polynomial active tendons subjected to random ground motions is investigated for illustrative purposes. Numerical studies reveal that using an exceedance probability criterion with the minimum of the failure probability of system quantities in energy trade-off sense, a linear control with the 1st-order controller suffices even for strongly non-linear systems. This bypasses the need to utilize non-linear controls with the higher-order controller which may be associated with dynamical instabilities due to time delay and computational dynamics. The statistical variability, meanwhile, of system responses gains an obvious reduction, and the system performance is significantly improved. The 1st-order controller, however, does not have the same control effect to the higher-order controller when control criteria currently in used are employed, e.g. system second-order statistics evaluation and Lyapunov asymptotic stability condition, as indicated in the comparative studies of the exceedance probability criterion against the two control criteria. Besides, the proposed optimal polynomial control is insensitive to the non-linearity strength of the class of base-excited non-linear oscillators whereby a robust control of systems can be implemented, while the LQG control in conjunction with the statistical linearization technique, using a band-limited white noise input, does not have this advantage.  相似文献   

14.
The optimal attitude maneuver control problem without control constraints is studied in the quaternion statement for a rigid body with a spherical mass distribution. The performance criterion is given by a functional combining the time and energy used for the attitude maneuver. A new analytical solution in the class of conical motions is obtained for this problem on the basis of the Pontryagin maximum principle.  相似文献   

15.
振动控制作动器的数目和位置优化设计   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出一种确定作动器的数目和优化设计作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础,将模态控制力和作动器作动力处理为随机变量,建立了模态控制力能量的自相关矩阵和作动器作动力能量的自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关阵包含的能量确定了作动器的数目,在此基础上,建立了基于控制系统作动力消耗能量最小,优化设计控制系统的作动器最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。  相似文献   

16.
研究了以等轴粒子填充流变材料的边界开裂机理,采用能量准则导出了以界面能表示的界面开裂局部临界应力的简洁表达式。由于临界应力正比于1√α,从而可以非常方便地研究粒子开裂的尺寸效应,以碳酸钙微粒填充的聚丙烯复合材料为例进行了理论分析,通过比较界面开裂的能量准则和张应力准则得出结论:即使按照保守的方法估算,即在界面强度等于基体强度的条件下,只要粒径不超过0.2微米,若能量准则得到满足,则张应力准则也会得  相似文献   

17.
M. Olim  J. M. Dewey 《Shock Waves》1991,1(4):243-249
A new criterion is suggested to define the point of transition between regular and Mach reflection. The suggested criterion is based on the natural tendency of a physical system to minimize its energy. The increases of the specific energy behind the reflected shock of a regular reflection and behind the Mach stem of a Mach reflection are calculated. It is hypothesized that the type of reflection that will occur is that which produces the smaller change of specific energy. The transition angles predicted using this criterion show better agreement with experimental results than those predicted using the detachment criterion for incident shock waves with Mach numbers between 1.1 and 2.0.This article was processed using Springer-Verlag TEX Shock Waves macro package  相似文献   

18.
北斗双星定位系统(简称双星定位)是我国自行建立的一种定位系统.根据北斗双星定位系统采用有源定位的特点,介绍了北斗双星与SINS组合的最优预测模型,该方法利用了双星定位系统提供的滞后定位信息对组合系统进行最优预测,进而校正惯导;同时为验证该滤波方法对状态估计的一致性,文中重点研究了滤波器一致性的准则,并给出了检验的统计量.理论研究和试验仿真证明,文中介绍的滤波器与系统是匹配的,具有较高的滤波性能和精度.  相似文献   

19.
冯晔  李杰 《力学学报》2023,55(4):895-902
对于保守系统,能量变分原理为推导力学系统控制方程提供了简洁的途径.对于耗散系统,控制方程的建立往往需要引入经验的或理性的假定,增大了建模的难度.针对耗散系统,引入系统局部稳定的概念,并在此基础上,提出一类虚功变分不等式.这一不等式事实上揭示了耗散系统的一类虚功不等原理.该原理的物理含义为:使系统状态稳定的必要条件是,在该状态附近所有可能的虚拟路径上系统释放的势能不大于系统耗散的能量.研究表明:仅需结合虚功不等原理和能量守恒原理,即可导出准静态系统力学状态量的全部控制方程.作为应用,文章重新讨论了塑性力学,结合虚功不等原理与能量守恒原理,导出经典塑性力学的全部控制方程,并证明了经典的最大塑性耗散原理可以作为虚功不等原理的推论导出;同时,以Mohr-Coulomb强度准则为例,讨论了虚功不等原理在强度理论中的应用,说明基于应力的强度准则可以是基于能量的稳定性准则的推论.上述例子说明了虚功不等原理的广泛适用性和在建立耗散系统控制方程中的有效性.  相似文献   

20.
The mechanisms of interfacial debonding of particle reinforced rheological materials are studied. Based on an energy criterion, a simple formula of local critical stress for interfacial debonding is derived and expressed in terms of the interfacial energy. The particle size effect on interface debonding can then be analyzed easily owing to the fact that critical stress is inversely proportional to the square root of particle radius. By taking PP/CaCO3 system as an example, the present energy criterion is compared with the mechanical debonding criterion, and it is found that under the condition that bond strength is equal to matrix strength and particle radius not over 0.2μm, the mechanical debonding criterion can be automatically satisfied if the energy criterion is satisfied. A relation between critical time and interface energy is calculated by using the energy criterion. The influences of the particle volume fraction and the parlicle size, the loading rate and the relaxation time of the matrix on the critical time of interfacial debonding are also discussed. Supported by the National Natural Science Foundation of China (19632030 and 19872007) and Natural Science Foundation of Jiangsu Province.  相似文献   

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