基于机敏约束阻尼技术的结构动态性能主动控制

重点研究了局部采用压电机敏约束层阻尼技术的悬臂梁的动态响应控制问题。采用滞弹性位移场(ADF)模型表征结构阻尼材料随频率变化的力学特性,结合有限元分析法(FEA)推导出压电机敏约束阻尼梁的动力学分析模型。求解了机敏结构动力学参数,并与模态实验结果比较验证了模型的正确性。针对结构动力模型自由度庞大问题,提出了基于状态空间的复模态截尾法和内平衡降阶法相结合的全新组合降阶方法,并基于降阶模型设计出状态反馈主动控制器,进行了结构动态性能的主动控制分析。结果表明:本文给出的分析方法准确可行,运用压电机敏约束层阻尼技术可以大大改善结构的动力学响应环境。

机敏板位置优化及其振动主动控制

以机敏约束层阻尼(SCLD)板结构为研究对象,结合有限元思想,基于ADF模型建立其动力学方程。以结构响应主要幅值频率处模态阻尼比最大为优化约束条件,采用响应面算法对机敏约束阻尼结构位置参数进行优化。基于优化结果,利用混合灵敏度设计方法,设计基于H∞的多输入多输出鲁棒控制器,并对SCLD板结构的振动进行了主动控制研究。结果表明,采用位置优化后的机敏结构作为控制器,对板的振动进行主动控制能取得很好效果:当外界激励为一阶固有频率正弦时,响应衰减至23%左右;外界激励为白噪声时,响应衰减至42%左右。