当前位置: 首页> 学位论文 >详情
原文传递 基于主动约束层阻尼的车身薄板结构振动鲁棒控制研究
论文题名: 基于主动约束层阻尼的车身薄板结构振动鲁棒控制研究
关键词: 振动控制;主动约束;位置优化;汽车车身;薄板结构
摘要: 汽车车身轻量化的发展使得车身壁板变薄、刚度降低,导致车身薄板结构易被外界激励而产生强烈的振动,尤其是低频振动,影响整车的NVH性能。主动约束层阻尼(ACLD)技术具有被动阻尼和主动控制的双重优点,可以在很宽的频率范围内保持较高的阻尼特性,获得较好的低频振动控制效果,对汽车NVH问题提出新的解决方案。
  本文以典型的车身薄壁板件—对边固支板结构为研究对象,结合 ACLD技术对板结构进行振动主动控制研究。首先,采用ADF(Anelastic Displacement Fields)阻尼模型描述粘弹性材料的阻尼特性,结合有限元方法建立了 ACLD耦合系统动力学模型。其次,采用基于模态H2范数的可控可观性优化准则对板结构进行作动器与传感器位置优化,通过悬臂板算例验证了该方法的可行性;并进一步进行了对边固支板结构的模态实验研究,验证了位置优化后的局部覆盖 ACLD板理论模型的正确性。然后,针对动力学模型自由度庞大问题,并考虑到本文采用结构奇异值μ方法考察模型的模态参数误差引起的鲁棒稳定性问题,这就要求控制模型解耦,基于此本文给出了一种联合降阶方法,先在状态空间复模态降阶,再进行模态Hankel奇异值降阶(MHSV)对动力学模型简化,得到低维的控制模型。在此基础上,根据结构奇异值理论将 ACLD板结构的模型误差描述为具有结构性的模型不确定性,针对其模态参数误差不确定性和高频未建模动态不确定性问题,设计了结构奇异值μ综合鲁棒控制器,并与基于传统的小增益定理设计的H∞控制器在鲁棒稳定性和振动抑制效果方面进行了对比。最后,在不同外扰激励下对板进行了振动主动控制实验研究。
  利用位置优化准则,综合优化了板结构关心频率范围内模态的作动器与传感器位置,保证了控制系统具有较好的可控性和可观性;采用联合降阶得到的控制模型可观度可控度度高,且模态间相互独立,可直接用于结构奇异值μ综合控制器的设计;经过仿真分析,对于模型混合不确定性问题,μ综合控制器表现出较好的鲁棒稳定性和控制效果。在不同外扰激励下对板进行了硬件在环实验验证,取得了一定的控制效果,其中给定的四个单频谐波信号激励下,施加控制后振动响应幅值分别降低了近24%、54%、39%、20%;在复杂周期信号激励下的响应幅值降低近30%;在有限带宽白噪声激励下的响应均方根值降低9.1%。
作者: 王正亚
专业: 车辆工程
导师: 王攀
授予学位: 硕士
授予学位单位: 重庆大学
学位年度: 2016
正文语种: 中文
检索历史
应用推荐