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摘要:在当今机械化时代,许多大量的振动控制问题不仅在工程结构问题中存在着,而且我们在日常生活里也可以看见许许多多的振动现象。对于振动现象,如果我们可以巧妙利用,将会给我们带来好处,但如果利用不当,大多数都会给我们带来坏处,所以必须将其抑制。快速响应,自我判断并自身调节是智能结构的三大优势,因而对智能结构的研究,已成为结构设计与控制领域的一个热点,得到人们的高度重视。
本文主要是研究振动主动控制问题,通过有效处理达到减缓振动的目的。在选择模型时,是以压电智能桁架作为研究模型。首先我们对智能桁架结构采取有限元分析讨论,然后构建智能桁架的动力特性模型,模型的构建是根据随机因子法的。同时定义随机变量,在这里我们把压电智能材料构成的传感器,作动器的位置位移以及控制系统增益作为变量,闭环控制律由速度负反馈定义,其根据是能量守恒定理和能量耗散准则。构建模型并列出微分方程,根据优化模型对振动进行分析,然后进行优化处理。通过Matlab软件实现仿真。因为matlab软件具有强大高速的数据计算以及分析处理能力,所以在分析计算机械振动问题时,可以进行编程设计仿真来对振动问题进行优化处理。快速高效的将优化结果清晰的呈现在我们面前。
关键词:智能结构 有限元 振动控制 随机参数
目录
摘要
ABSTRACT
1 绪论-1
1.1振动概论-1
1.2智能结构的发展趋势-1
1.3智能桁架结构对研究振动主动控制问题的必要性-2
1.4本文研究的主要内容-2
2 智能结构有限元建模-4
2.1智能结构建模原理分析-4
2.1.1 被动杆有限元分析-4
2.1.2 主动杆有限元分析-5
2.2随机智能桁架结构动力特性分析-6
2.2.1随机压电智能结构的质量矩阵-6
2.2.2随机智能结构的刚度矩阵-7
2.2.3随机智能结构动力特性的数字特征-8
2.3小结-8
3 随机智能桁架结构振动主动控制中的优化-10
3.1 引言-10
3.2控制律的选择-10
3.2.1状态方程-10
3.3主动杆振动主动控制配置的数学模型-10
3.3.1外荷载为随机力-11
3.3.2外荷载为随机过程力-11
3.4可靠性约束的等价显示化处理-11
3.4.1可靠性安全系数法-11
4 控制结果仿真-13
4.1程序设计-13
4.2 外荷载为随机力-13
4.3振动主动控制结果仿真-15
5 总结与展望-19
致谢-20
参考文献-21