文档介绍：摘要压电智能结构是将压电材料埋入到结构材料中,使结构具有承载、传感和驱动功能。压电智能结构振动主动控制技术是智能材料结构研究的重要内容,在航空航天领域具有重要的应用前景。子空间辨识方法是近年来新出现的时域方法中很具有代表性的一种新算法,在一定程度上克服了传统方法在智能结构系统建模中存在计算量大、运算速度慢和建模精度不高的缺陷:更重要的是它在未获得系统的状态空间模型前,即可估计出直接用于控制器设计的滤波器状态。中工具箱的开发扩展了对硬件的操作功能,使得可以在单一环境下进行实时数据采集和控制。本文以一表面粘贴有压电传感器和执行器的复合构建的实验系统对其进行了研究。主要研究内容如下:一、运用子空间辨识方法和基于/布教ü菇ǖ氖凳数据采集系统对表面粘贴有压电传感器和执行器的复合材料薄壳结构进行了辨识实验研究,建立了结构状态空间模型,并与传统方法进行二、从子空间辨识方法角度出发,推导了子空间预测器,并基于予空间预测器对线性二次型高斯最优控制器重新进行了设计,编写镅猿绦实现了控制器。三、借助/平台,运用基于子空间方法建立的模型和设计的刂破鞫钥刂葡低辰辛死胂吆驮谙呤址抡娣治觯航ǜ春喜料薄壳结构实物接入控制回路,基于/布教ü建的实验系统对其进行了控制实验研究。仿真和实验结果均表明了基于子空间方法的刂破髂芄唤虾玫匾种平峁怪饕DL恼穸材料薄壳结构为研究对象,运用子空间方法和基于/布教了比较。关键词:予空间辨识方法,刂破鳎沟缰悄芙峁梗穸鞫刂疲布教/抡婧褪笛南京航空航天大学硕士学位论文
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作者签名:旒日期:巡:§:型承诺书C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽境信凳本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
第一章绪论压电智能结构振动主动控制技术的发展背景和基本概念引言智能材料与结构是一门新兴起的多学科交叉的综合性学科。虽然对它的研究时间不长,但是它已经成为高新技术材料领域的一个热点,并日益显示出强大的生命力。它的研究使现行的一些工程问题和安全可靠性问题的概念发生了根本的变化,使过去离线、被动的监测过程过度到在线、主动的监测和控制,极大地推动着材料制备加工技术与信息技术、传感技术、计算机技术以及工程压电智能结构是以压电材料作为敏感元件和驱动元件的~类智能结构,是的振动信号作为反馈,能灵活地适应不能预知的外界干扰及结构或系统的不确定性,具有较强的环境适应能力以及抑制低频振动和宽带随机振动的能力,因任何一个工程结构受到动态激励或干扰时,都会产生响应,表现为结构的振动和噪声。振动和噪声不仅会降低机械系统的性能,而且会危害人类健康。因此,必须对它进行控制。所谓振动控制,就是针对控制对象的性质、工作环境和控制要求,运用各种力学原理来减小对结构有害的振动效应。传统的振动控制方法主要有结构元件的刚化、谐振系统的解谐与解耦、普通振动隔离、阻尼隔振、动力吸振等。随着时代的发展,传统的振动控制方法在某些方面已不能满足人们对结构性能越来越高的要求。例如现代飞机是一个装有各种精密仪的振动控制方法是在飞机上附加多种阻尼材料,。到目前为止研究得最广泛的一类智能结构。它的研究主要集中在结构振动和噪声控制方面,且大多是采用振动主动控制。振动主动控制技术依靠结构和系统此有着重要的应用价值和应用前景。压电智能结构振动主动控制技术的发展背景“器的复杂系统,在发动机的振动和空气动力的干扰下,经常被诱发振动和噪声,严重地影响了仪器的性能和可靠性,降低了乘客和机组人员的舒适程度。常规南京航空航天大学硕士学位论文
一般需要控制的模态集中在以内,模态比较密集,这使得绝大多数被动控制方法难以达到控制要求。因此,人们自然地将眼光放到主动控制技术上。早在年代就有人提出了主动控制的概念并进行了探索,但受到当时技术水平的限制,研究进展缓慢。电子计算机等相关技术的飞速发展极大地推动了主动控制技术的研究和应用。在被动控制方法中,振动控制主要是依靠结构本将外部能量输入受控系统,与系统本身振动能量相互抵消来实现振动控制。所进入年代后,智能材料与结构的出现使人们对材料和结构的固有特性有了新的认识。在智能材料与结构中,传感元件对结构的振动进行监测,驱动元件在微电子系统的控制下准确地动作,以改变结构的振动状态,