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机敏约束阻尼结构动力学建模及控制方法研究
| 论文题名： | 机敏约束阻尼结构动力学建模及控制方法研究 |
| 关键词： | 机敏约束阻尼结构;动力学建模;控制方法;机电耦合特性;汽车舒适性 |
| 摘要： | 机敏约束阻尼结构（SCLD）具有作用频率非常宽、主动与被动相结合、低能耗性以及鲁棒性好等诸多突出的优点，因此在航空航天、国防、机械、汽车以及土木工程等各个领域都具有广阔的应用前景。由于SCLD结构的研究涉及到材料、自动控制以及动力学等数个工程领域，学科交叉性较大，目前被广泛应用于军事、航空航天等高端产品领域，随着人们对汽车舒适性要求的日益提高，传统的减振方法已经无法满足人们的需要，SCLD结构的出现为汽车车身薄板结构的振动抑制提供了一个很好的选择。 本文首先对机敏约束阻尼结构的背景、国内外研究现状以及研究涉及的主要问题进行了系统的阐述；其次，根据经典的板壳理论研究了单层薄板结构的有限元模型建立方法，通过算例分析证明了所建模型的正确性，然后对局部粘帖粘弹性材料以及压电材料的机敏约束阻尼结构进行了有限元模型的建立方法研究，通过分析粘弹性材料的阻尼特性以及压电材料的机电耦合特性，最终建立了机敏约束阻尼结构的有限元模型，通过算例分析，对比ANSYS分析结果，验证了所建立的有限元模型的正确性；然后通过研究高精度的动力缩聚法以及面向控制的鲁棒降阶法对模型进行了两次降阶，通过对比降阶前后的固有特性，证明了降阶方法的正确性；在此基础上，对SCLD结构的控制方法展开了研究，首先用LQR最优控制方法在MATLAB/Simulink中进行了仿真，获得了理想状态下的控制效果，然后针对建模过程中的诸多不确定因素，为保证系统的稳定性，并针对机敏约束阻尼结构的特征，选用了鲁棒￥H控制算法作为机敏约束阻尼结构的控制器，通过参数的合理选取，求解出了该系统的控制器，并在MATLAB/Simulink中进行了仿真，分别针对单频正弦干扰，复杂周期干扰，白噪声干扰等激励形式进行了研究，仿真结果显示￥H控制对这些干扰既有良好的振动控制效果；最后利用 Dspace以及与之匹配的ControlDesk进行了闭环系统的振动控制实验，并获得了较为满意的振动控制效果，为将来进一步的研究奠定了基础。 |
| 作者： | 李景朝 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓兆祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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