基于振动主动控制仿真系统开发研究.doc

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