随机参数智能桁架结构振动控制中主动杆的优化配置

该文研究压电智能桁架结构振动主动控制中结构物理参数、作用荷载和控制力同时具有随机性时 ,压电主动杆的最优配置和增益优化问题。采用智能结构的状态空间模型建立了以最大耗散能准则为基础的目标函数 ,建立了具有动应力、动位移可靠性约束的主动杆的优化配置和增益优化模型 ,对结构动力响应的数字特征进行了推导。并通过一智能桁架结构的优化配置计算 。

压电主动杆位置和增益在随机智能桁架结构振动控制中的优化

对结构物理参数、几何尺寸、作用荷载和控制力同时具有随机性时 ,随机压电智能桁架结构中主动杆的配置位置和闭环控制系统增益进行了优化 ,基于系统最小储存能 ,构建了具有动应力、动位移可靠性约束的主动杆配置和控制增益的优化模型 ;并对结构动力响应的数字特征进行了推导。通过算例 ,验证了该优化配置模型的合理性和有效性 ,获得了若干有意义的结论。

主动杆系结构的模态性质分析

对主动杆系结构进行模态分析,指出主动杆系结构有左右模态振型之分,不同阶的左右模态振型关于结构系统加权正交;解释了左右模态振型不同的物理意义:右模态振型是主动结构系统真正意义上的振型;而左模态振型是主动结构系统的转置系统振型,它是外界因素对主动结构系统的影响程度,表征的是外界因素的模态分量。主动结构的模态是检验结构性能的主要指标,也是结构设计的目标函数,所以对主动杆系结构模态的分析研究有着很重要的理论和现实意义。最后,用数值算例进一步说明主动杆系结构的模态性质。

用于自适应可展结构的智能主动杆试验研究

为将智能主动杆用于可展结构的自适应控制,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆.对主动杆输出位移、输出力特性以及动力学性能进行了试验研究,获得了不同驱动电压频率的对位移增益和输出力增益.试验结果表明,这类智能主动杆可用于消除铰连接间隙、精确定位和振动抑制.

主动杆系结构的稳定性分析

利用开环系统零极点和闭环系统的根轨迹方法,分析主动杆系结构的稳定性问题。通过理论与数值分析,揭示同位配置的主动杆系结构的开环零极点具有相间排列的性质,而其闭环系统的根轨迹,无论控制增益怎么变化,其均在复平面的左半平面,因此同位配置主动杆系结构具有渐近稳定性,并且其稳定性不随结构参数的变化而变化,亦即具有稳定鲁棒性。

用于自适应可展结构的智能主动杆实验研究

为将智能主动杆用于可展结构的自适应控制,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。实验研究了主动杆输出位移、输出力特性以及动力学性能,对位移增益和输出力增益随驱动电压的变化进行了测试。实验结果表明这类智能主动杆可用于消除铰连接间隙、精确定位和振动抑制。

桁架结构振动的主动模糊控制中主动杆数目与位置优化

研究了采用自适应模糊控制器抑制桁架结构振动时的主动杆数目与位置优化问题.通过定义输入能量相关矩阵优化了主动杆的数目.基于主动杆的控制能量配置准则,给出了主动杆优化配置的模型.研究基于整数编码的遗传算法用于大型离散体中的作动器组合优化问题.最后针对挠性空间智能桁架结构的振动控制仿真,使用基于整数编码的遗传算法(GAs)优化主动杆位置.结果表明对于采用自适应模糊控制律的离散体结构振动控制是行之有效的.

主动杆俯仰横滚操纵隔离机构设计与分析

主动杆俯仰与横滚操纵解耦技术是现代先进战斗机的一项关键技术,主动杆俯仰与横滚操纵隔离机构的机械结构设计尤为重要。针对如何通过机构隔离主动杆俯仰与横滚两方向的操纵,实现操纵解耦问题,首先借鉴两自由度陀螺仪的框架结构原理,设计了俯仰与横滚操纵的隔离机构,并利用CATIA建立了隔离机构的三维实体模型,然后使用有限元分析软件ANSYSWorkbench对隔离机构进行了模态、随机振动以及静力学等力学特性仿真分析,结果表明设计的隔离机构满足强度和稳定性要求。为主动杆俯仰与横滚操纵的隔离问题提供了解决方案,为进一步设计优化及试验研究提供了参考。

基于GO-FLOW法的飞机主动杆可靠性分析

应用GO-FLOW法分析飞机主动驾驶侧杆系统(Active Side Stick,ASS)的可靠性。首先基于主动驾驶杆原理分析,将系统中各部件与GO-FLOW操作符一一对应,建立ASS的GO-FLOW模型;其次进行GO-FLOW运算,将数据代入操作符运算规则,并对共有信号采用降阶法进行修正,得到主动驾驶杆系统各部件在各时间点的可靠度;最后以40 h为时间间隔计算主动驾驶杆系统可靠度随时间变化的趋势,并运用MATLAB采用最小二乘法进行线性拟合,得到系统可靠度随时间变化曲线和函数表达式。结果表明GO-FLOW法适用于复杂时序并且状态时变的系统,可为复杂系统的检修和维护提供准确依据。

基于字典序整数编号的大型空间智能桁架结构主动杆位置优化

智能计算方法在大型空间智能桁架结构的主动杆优化配置问题中有着广泛的应用。为有效避免传统遗传算法编码方式在算法实现过程中容易出现无效染色体的问题,本文基于字典序整数编号的遗传算法,给出了一个由整数编号还原到对应组合的快速还原算法。利用此方法对空间T型桁架结构的主动杆位置优化进行仿真并与传统编码方法结果进行比较,验证了本文方法的有效性和优越性。

基于复合校正的主动杆执行机构控制策略研究

主动驾驶杆装置是现代先进战斗机的一个关键装置,对其主要部件执行机构进行科学有效的控制尤为重要。针对如何解决主动杆执行机构存在多余力以及抗干扰能力差的问题,首先设计了基于"电流、转速双内闭环+力外环"的力加载三闭环控制系统,并建立了其数学模型;然后分析了多余力存在的原因,设计了按扰动补偿的复合校正系统;最后利用Simulink平台进行了三闭环控制系统与复合校正系统的仿真分析与对比。结果表明设计的复合校正系统有效抑制了多余力,明显提高了系统的抗干扰能力。为主动杆执行机构提供了抗干扰能力较强的控制策略,为进一步的研究提供了参考。

飞机主动杆驾驶装置随机振动特性研究

驾驶装置是飞机主动杆(Active Side-Stick,ASS)系统的重要承载组件,随机振动是使其结构疲劳失效的主要因素。为提高驾驶装置的抗疲劳能力和可靠性,首先采用有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行了随机振动仿真分析,得到了X、Y、Z方向3σ时的变形、应力以及X向加速度功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)响应曲线;然后采用频率响应特性试验进行验证,并与仿真结果进行对比分析。结果表明,两者的均方根(Root Mean Square,RMS)值相对误差在10%左右,且PSD响应曲线一致性较好。全面系统研究了驾驶装置随机振动特性,为下一步结构优化与疲劳可靠性设计提供了参考。

8周柔性振动杆主动振动训练对拳击运动员步态和平衡能力的影响研究

目的:探究柔性振动杆主动振动训练对拳击运动员步态和平衡能力的影响,以便提供科学、有效的训练方法和指导。本文研究对象为高校拳击运动员,分为观察组(柔性振动杆训练)和对照组(常规训练)。利用10-Meter Walk Test(10MWT)、Timed Up and Go Test(TUGT)和Berg Balance Scale(BBS)等评估步态和平衡能力的指标进行8周的干预训练。结果显示:①柔性振动杆主动振动训练显著提高了拳击运动员的步行能力,与常规训练相比更为有效。②在复杂运动任务中,观察组表现出更显著的优势,涉及动作协调、肌肉控制和平衡能力的促进。③柔性振动杆训练在平衡能力方面也取得了显著的正面效果。

基于联合控制仿真的主动式横向稳定杆控制策略研究

为研究主动式横向稳定杆系统对某款越野车侧倾稳定性的改善程度,先运用动力学软件建立了基于主动式横向稳定杆的整车刚柔耦合模型,详述了主动式横向稳定杆的4种控制策略,且在MATLAB/Simulink中建立了相应的控制模型,最后通过联合仿真,验证该控制策略的可行性,并得到该主动式横向稳定杆系统可以改善整车侧倾和侧翻的程度。

主动侧杆装置机械结构设计与仿真分析

根据2自由度陀螺仪的原理设计主动杆俯仰与翻滚隔离操纵机构。从静强度、模态方面对主动杆进行仿真分析,获得操纵杆的最大变形为0.971 56 mm,最大应力为109.17 MPa,以及机架不同阶数的固有频率(522.39~1 436.9 Hz)、振动应力分布云图(X向26.624~79.871 MPa;Y向30.751~92.252 MPa;Z向28.975~86.267 MPa)。仿真结果显示:设计满足材料要求,可为下一步实验提供参考。

基于MPC算法的飞机主动侧杆杆力控制研究

由于惯性多余力和电磁多余力的存在,主动侧杆存在杆力误差,特别是主动模式下侧杆受到突加多余力的影响易出现过冲和震荡进而影响飞行安全。为此,提出了一种基于MPC预测模型的系统杆力控制方法。将反馈力作为训练模型,经模型预测出期望反馈力并对不同反馈力做PID调节。通过仿真实验对该控制方法进行验证,结果表明,相比于传统的PID控制算法,所设计的主动侧杆杆力控制方法可有效提升控制精度。

一种半主动横向稳定杆

文中提出一种新型半主动横向稳定杆结构及其技术原理,以及其关键技术问题的解决措施。这种新型的半主动横向稳定杆能使车辆具有良好的平顺性和抗侧倾能力,其侧倾刚度可调,使工程师对底盘的设计调校有较多的自由度。这种技术具有结构简单、在侧倾过程中无实时控制要求的特点,这一技术在低成本车型中有着较好的运用前景。

飞机主动侧杆非线性系统的建模与控制

与传统飞机使用的被动侧杆相比,主动侧杆系统提高了飞行员的飞行状态感知能力,帮助飞行员快速应对突发事件。本文针对主动侧杆非线性系统的建模与控制问题,为主动侧杆的关键部件及主要存在的非线性因素建立了数学模型。然后设计了主动侧杆系统的控制方案,其中包括力感曲线模型与基于模糊鲁棒控制的位置伺服控制方法,以补偿系统受到的非线性因素影响。仿真结果表明,所设计的系统能够很好地控制侧杆位移和力反馈,并抑制机械非线性对于系统的干扰,验证了控制方法的有效性。本文所提出的建模与控制方法对于主动侧杆系统的未来研究具有一定的参考价值。

导纳控制算法在主动侧杆系统中的应用

为解决主动侧杆系统操作平顺性的问题,对柔顺控制算法里的导纳控制算法进行分析。将柔顺控制技术运用到主动侧杆系统中,用来优化主动侧杆系统中杆力与杆位置的关系;将导纳控制算法运用到主动侧杆系统中,提高主动侧杆系统的运动柔顺性,达到优化杆力和杆位移的目的。仿真验证结果表明:该算法能提高飞行员输入推力指令的带宽,提高飞机的操纵品质。

飞机主动侧杆的弹簧-阻尼系统力矩控制策略

主动侧杆(ASS)已成为目前的研究热点,可提供力反馈功能以模拟弹簧的作用,反馈的杆力随侧杆位移变化,且可自动回弹到中立位。针对飞机主动侧杆模拟弹簧控制问题,将主动侧杆等效为一个无质量的弹簧-阻尼系统,采用永磁同步电机作为力矩电机,其由PI电流环控制,根据位移-杆力特性曲线及阻尼特性得到交轴电流参考值,根据侧杆位移输出对应的转矩。并采用一种回中定位策略,根据侧杆不同的偏转角改变控制参考值。仿真和实验结果表明,该控制策略能够实现主动侧杆模拟弹簧功能,且杆力反馈具有较高的精度和稳定性,并可保证主动侧杆的快速精确回中。