弹性板振动的多模态主动控制

采用多对压电片对板振动的多阶模态进行主动控制,为了改善结构振动控制的效果,本文对选用结构振动能量和控制信号能量作为控制目标函数的LQR控制算法作了初步研究。首先,按能量准则推导了控制目标函数中权系数矩阵(Q矩阵和R矩阵)的理论计算公式,为权系数矩阵的选取提供了一定的理论依据。然后,运用该算法,在研究了单对压电片进行振动主动控制的基础上,本文深入分析了压电层合板振动的多阶模态控制的问题,用Matlab进行系统仿真,得到了压电层合板受到初始位移激励下板中心点的位移和控制电压大小随时间变化的曲线。数值模拟的结果表明,该方法能达到更有效控制结构振动和减小控制能量消耗的目的,进一步验证了该方法能达到有效控制结构振动和减小控制能量消耗的目的。

基于多回路扩张状态观测的加筋壁板结构多模态振动控制

针对加筋壁板结构的多模态主动振动控制中存在输出叠加和控制输入耦合的问题,结合多回路线性扩张状态观测器(multi-LESO)和线性PD反馈控制律,设计一种不依赖结构数学模型的多模态线性自抗扰复合振动主动控制策略。首先,将其它模态的输出叠加和控制输入耦合看成是广义干扰,每个独立回路的线性扩张状态观测器能够估计出这种广义干扰,再通过前馈补偿的方式抵消这种影响;然后分别独立设计每个独立模态的线性PD控制器。最后,基于dSPACE实时仿真系统,建立了四面固支压电加筋壁板结构的主动振动控制试验平台,进行了几种激励情况下的多模态线性自抗扰振动控制实验。结果表明,提出的方法不仅能够有效的抑制加筋壁板结构由于前两阶共振频率引起的振动,而且具有良好的抑制不确定因素引起的整个结构波动的能力。