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  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测的控制设计问题.通过使用Lyapunov稳定性理论,线性矩阵不等式方法,分别给出了状态反馈控制和观测的设计方法,并建立了分离原理,进而得到了基于观测的控制设计方法.所得结论对广义系统理论本身的发展和实际应用都有非常重要的意义.最后给出了仿真实例.

  • 标签: Lurie广义系统(LDS) 观测器 控制器 LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式(LMI)
  • 简介:采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性振动特性.采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响,总结了其对复合材料层合板结构振动特性影响的一般规律.这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义.

  • 标签: 复合材料层合板 非线性 振动分析 特征值屈曲分析 层合板结构 振动特性
  • 简介:首先研究了热效应对壁板结构动力学特性的影响.将基于超音速活塞理论的非定常气动力模型与壁板的结构动力学方程相结合,得到了壁板的颤振方程.利用p-k法进行了壁板的颤振计算,讨论了气流偏角对颤振速度的影响.数值结果表明,热效应对壁板的固有特性有较大影响,进而影响壁板的颤振特性.

  • 标签: 热模态 壁板颤振 活塞理论 气流偏角
  • 简介:利用压电材料的正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同的压电材料分别作为作动与传感,建立了含有压电层的复合材料层合板的有限元模型,采用偶极子网格法(DLM)计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统的控制方程.针对多输入多输出(MIMO)系统,设计LQG最优控制律,对比系统的开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统的时域动响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制的有效性.

  • 标签: 压电材料 智能结构 颤振主动抑制 有限元 LQG控制
  • 简介:采用弹性理论建立了功能梯度材料板的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了功能梯度材料板的中性面位置,在此基础上推导出了功能梯度材料板在均匀温度场中的非线性振动及屈曲微分方程组,求得了功能梯度材料圆板的非线性振动及屈曲的近似解,讨论分析了中性面位置、梯度指数、温度等因素对功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲的影响.把该方法计算结果与有限元计算结果进行了比较,验证了该方法的计算结果是可靠的.算例分析表明,中性面位置对均匀温度场中功能梯度材料圆板的非线性振动及屈曲有一定影响.

  • 标签: 功能梯度 材料 非线性 振动 屈曲 温度
  • 简介:采用弹性理论建立了功能梯度材料板的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了功能梯度材料板的中性面位置,在此基础上推导出了功能梯度材料板在均匀温度场中的非线性振动及屈曲微分方程组,求得了功能梯度材料椭圆板的非线性振动及屈曲的近似解,讨论分析了中性面位置、梯度指数、温度等因素对功能梯度材料椭圆板非线性振动及屈曲的影响.把该方法计算结果与有限元计算结果进行了比较,验证了该方法的计算结果是可靠的.算例分析表明,中性面位置对均匀温度场中功能梯度材料椭圆板的非线性振动及屈曲有一定影响.

  • 标签: 功能梯度 材料 椭圆板 非线性 振动 屈曲
  • 简介:运用力学和电磁场的知识对厚壁圆筒结构建立平衡方程,并通过Laplace和Hankel积分变换对物理方程进行变换,得到一个可解的方程形式.提出一种解析方法求解在磁冲击作用下厚壁圆筒的动应力和磁场矢量扰动,得到柱体内动应力响应历程和分布规律及磁场矢量扰动的响应历程和分布规律.实例计算表明该方法是简单、有效的,并给出了一些有实际意义的结果.

  • 标签: 厚壁圆筒 动态响应 磁场矢量扰动
  • 简介:航天对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.

  • 标签: 航天器 力学环境 振动试验 技术进展
  • 简介:研究了非线性地基上正交异性矩形板的非线性固有振动.采用常规的L-P法分析非线性地基上正交异性矩形板的非线性振动难以得到高精度的近似解,为此,先对该强非线性振动系统进行参数变换,将该强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统.然后采用改进的L-P法进行求解,得到了强非线性振动系统的高精度近似解.此外,讨论了温度、地基特征参数、长宽比等因素对非线性地基上正交异性矩形板非线性振动固有频率的影响,得到了非线性地基上正交异性矩形板振动频率随温度下降、地基特征参数变大、长宽比变大而增大的结论.

  • 标签: 非线性 地基 正交异性 热振动
  • 简介:在考虑温度对圆柱壳材料性能影响的基础上,建立了圆柱壳在扰动外压作用下的几何非线性动力控制方程.并采用伽辽金原理及Melnikov法研究了圆柱壳在载荷及微扰外压作用下的分岔,进一步讨论分析了温度、Batdorf参数等因素对圆柱壳发生混沌运动区域的影响,得出了随温度、Batdorf参数的增大,混沌运动区域将越来越大的结论.

  • 标签: 圆柱壳 热载荷 分岔 混沌
  • 简介:以某型航空发动机高压转子系统为研究对象,基于不均匀分布稳态温度场,建立了某高压转子系统三维实体单元有限元模型以及稳态温度场下转子系统-结构耦合振动方程,利用-结构-动力学耦合理论,采用间接耦合法,通过稳态温度场分析和静力分析生成热应力,然后进行预应力模态分析,最后利用模态叠加法进行不平衡量和弯曲耦合响应分析,实现-结构-动力学耦合计算.通过稳态温度场对典型级盘稳态响应影响的分析以及不平衡量与弯曲耦合稳态响应分析,发现耦合响应对转子系统各级盘的振动响应有较大影响.

  • 标签: 三维转子系统 有限元法 固有频率 稳态温度场 热弯曲耦合响应
  • 简介:研究了沿轴向飞行粘弹性夹层梁的弹耦合振动响应.考虑材料变形与传热的相互影响,建立了轴向运动粘弹性夹层梁的弹耦合振动控制方程;将方程中激励项(温度函数与外激力)拟合为时间的函数,采用伽辽金法得到方程的位移解,并在每一个微小的时间段内采用迭代收敛的数值方法对热传导方程进行求解得到温度场.使用数值方法讨论了轴向飞行运动速度和载荷持续时间对其振动响应的影响.研究表明:稳定振动时飞行速度对位移影响较大,对温度影响较小;冲击对振动位移响应有较大影响,并改变振动特性.

  • 标签: 夹层梁 热弹耦合 轴向飞行 Kelvin粘弹模型 横向振动
  • 简介:传统航天结构模态试验通常会用来检验结构有限元分析模型,但往往是通过人工调整有限元模型参数来修正模型,分析与试验联系不紧密,影响后续分析结果的精度、研制周期和经费等.为改变航天模态分析及试验现状,文中介绍了模态分析-试验体系工程研制流程在理论上的可行性,并以某缩比舱段为例,基于Virtualab-Nastran软件平台,完整实施模态分析-试验体系过程,包括预试验分析、模态试验、模型修正等过程,紧密联系模态分析、试验,并依据试验结果准确快速修正有限元模型,使分析结果与试验接近,实现精确建模.

  • 标签: 模态分析 模态试验 模型修正 有限元
  • 简介:针对再入段高超飞行非线性动力学模型存在不确定性和干扰,基于奇异摄动理论提出了鲁棒变结构+动态逆内外环解耦控制方法.为避免在线实时求逆,控制系统的外环基于简化的模型设计自适应滑模变结构控制律,通过反馈干扰观测在线估计广义干扰量,实现角度的跟踪和闭环系统的稳定,抑止外来干扰.强耦合的姿态动力学内环采用动态逆跟踪角速度指令,期望动力学采用PI形式提高内环的鲁棒性.最后,通过仿真验证了所提算法的有效性.

  • 标签: 高超飞行器 姿态控制 动态逆 变结构控制 干扰观测器
  • 简介:以含主动调谐质量阻尼(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作动输出力小于设计控制力时的控制方法。为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到。同时,为了保证控制效果,采用了峰-能量控制。最后,以一座六层建筑物为例来说明本文方法的可行性。

  • 标签: 饱和作动器 LMIS 峰-能量控制器 建筑结构
  • 简介:研究系统存在不确定性的大柔性飞行的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制作为基线控制.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标.

  • 标签: 大柔性飞行器 平衡实现 最优控制 模型参考自适应控制
  • 简介:利用哈密顿系统生成函数的性质求解LQ终端控制问题,并给出了相应的数值方法.针对现有文献中此类问题的最优控制律在终端时刻存在无穷大增益的情况,利用第二类生成函数的性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性的时变最优控制律.然后根据哈密顿系统状态的正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律的矩阵递推格式.最后用所提出的方法研究了以能量均衡消耗为约束条件的卫星编队重构问题,设计了符合要求的闭环控制系统并给出了数值仿真结果.

  • 标签: 最优控制 生成函数 哈密顿系统 编队重构 卫星
  • 简介:提高大气层内具有复杂弹道特性的飞行外测弹道数据处理精度一直是困扰研究学者和数据处理人员的课题.本文应用已有的数据融合理论,结合大气层内机动飞行的运动特性,提出了一种基于分段三次样条函数的外弹道数据融合处理算法.仿真和实测处理结果表明:该算法显著地提高了数据处理精度,在相关数据处理任务中具有一定的应用价值.

  • 标签: 数据融合 数据处理 样条函数
  • 简介:非线性输出频率响应函数是由Voherra级数发展而来的一个新概念.对一类具有反对称阻尼特性的隔振,通过该概念推导出了振动传递性与系统非线性参数之间的显式解析关系;进而系统地研究了非线性阻尼参数对隔振的力传递性能和位移传递性能的影响.研究结果表明,虽然非线性隔振在受正弦信号激励下会出现高次倍频分量,但对于其传递性能的评估仍可简单地通过系统输入和输出信号的基频分量之间的关系来衡量;另外,反对称非线性阻尼能够有效地抑制隔振在共振区的力传递性和位移传递性,而在非共振区则基本无抑制效果.研究结果对于具有反对称阻尼特性的隔振的分析与设计具有重要意义.

  • 标签: 非线性振动 VOLTERRA级数 非线性阻尼 隔振器
  • 简介:利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制优化设计问题.首先由线性矩阵不等式(LMI)来设计切换控制,然后应用遗传算法来对切换规则进行优化.优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定,而且具有良好的动态性能.将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上,仿真结果表明了本文设计方法的有效性.

  • 标签: 切换系统 遗传算法 优化设计 动态性能 倒立摆