振动控制 主动控制算法简介

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振动抑制算法

振动抑制算法

振动抑制算法振动抑制算法是一种重要的控制技术,广泛应用于工程领域。

随着科技的不断进步,振动抑制算法在减少机械系统振动、提高系统性能和延长机械设备寿命方面发挥着重要作用。

本文将从算法的基本原理、应用领域和发展趋势三个方面,对振动抑制算法进行深入研究。

一、基本原理振动抑制算法是通过对机械系统进行控制,减少或消除由于外部激励或内部不稳定性引起的振动。

其基本原理是通过引入反馈控制,对系统进行实时监测和调整,以实现减少或消除不必要的振动。

在实际应用中,常见的振动抑制算法包括主动控制、被动控制和半主被控制三种。

主动控制是指通过外部能量源对机械系统进行实时调整;被动控制则是通过改变结构参数或材料特性来减小系统的共振频率;半主被控则结合了主从两种方式,在特定条件下进行调整。

二、应用领域振动抑制算法在工程领域有着广泛的应用。

首先,在航空航天领域,振动抑制算法被广泛应用于飞行器的设计和制造中。

通过减少飞行器在高速飞行中的振动,可以提高其稳定性和安全性。

其次,在汽车工业中,振动抑制算法可以减少车辆在行驶过程中产生的震动,提高驾乘舒适度和安全性。

此外,在机械制造业、电力系统、建筑工程等领域,振动抑制算法也有着广泛的应用。

三、发展趋势随着科技的不断发展,振动抑制算法也在不断演进和改进。

首先,在传感器技术方面,传感器的精度和灵敏度不断提高,可以更准确地监测机械系统的振动情况。

其次,在控制算法方面,越来越多的先进控制策略被引入到振动抑制中,如自适应控制、模糊控制等。

此外,在材料科学和结构设计方面也有了较大突破,新材料和新结构的应用可以更有效地抑制振动。

未来的发展趋势将更加注重振动抑制算法的智能化和自适应性。

智能化是指振动抑制算法可以根据实时监测结果自主调整参数,适应不同工况和环境。

自适应性是指算法可以根据不同机械系统的特点进行调整,实现更精确和有效的振动抑制。

此外,人工智能技术的发展也将为振动抑制算法带来新的机遇和挑战。

综上所述,振动抑制算法在工程领域有着重要地位和广泛应用。

结构工程振动控制

结构工程振动控制

结构工程振动控制振动是结构工程中一个重要的问题,当结构受到外力或内力作用时,会产生振动。

振动不仅会影响结构的稳定性和安全性,还会给人们的生活和工作带来很多不便。

因此,进行结构工程振动控制成为了当务之急。

本文将介绍几种常见的结构工程振动控制方法。

一、主动振动控制主动振动控制是一种通过主动力来控制结构振动的方法。

其基本原理是根据结构的振动响应,通过控制力的大小和作用时间来改变结构的振动状态。

常见的主动振动控制方法包括电液伺服振动控制和电液积分振动控制等。

电液伺服振动控制是通过电液伺服阀和液压缸等装置来实现的。

通过对液压缸内压力的控制,可以改变液压缸的长度,从而实现对结构振动的控制。

而电液积分振动控制则是通过控制液压缸的进油口和出油口的流量来实现的。

这两种方法都需要通过传感器对结构的振动进行实时监测,并根据监测结果进行相应的控制。

二、被动振动控制被动振动控制是一种通过添加阻尼器、隔振器等装置来消耗结构振动能量的方法。

其基本原理是通过增加结构的阻尼,降低结构的振动幅值和频率。

常见的被动振动控制方法包括阻尼器振动控制和隔振器振动控制等。

阻尼器振动控制是通过在结构中添加阻尼器来实现的。

阻尼器可以分为粘滞阻尼器、摩擦阻尼器和液体阻尼器等。

当结构发生振动时,阻尼器会吸收振动能量,并将其转化为热能,从而使结构振动幅值减小。

而隔振器振动控制则是通过在结构与地基之间添加隔振器,将结构的振动能量转移到隔振器上,从而减小对地基的振动传递。

三、半主动振动控制半主动振动控制是一种综合了主动振动控制和被动振动控制的方法。

其基本原理是通过结合主动力和阻尼装置来控制结构的振动。

常见的半主动振动控制方法包括液流能控制和磁流变控制等。

液流能控制是通过调节液压缸内的液体流量来实现的。

当结构发生振动时,液流能控制系统会根据传感器监测到的振动信号,调节液压缸内的液体流量,从而改变结构的振动状态。

磁流变控制则是利用磁流变材料的特性。

当结构发生振动时,磁流变材料会产生相应的阻尼力,从而降低结构的振动幅值。

主动振动控制系统的研究及应用

主动振动控制系统的研究及应用

主动振动控制系统的研究及应用主动振动控制是一种利用现代控制理论及技术,对机械结构、建筑结构、桥梁等物体振动进行控制的方法。

它通过在物体表面附加振动器和感应器等元件,利用反馈控制技术对系统进行控制,从而达到消除或减弱目标振动的效果。

主动振动控制技术可分为被动和主动两种。

被动控制主要是针对一些自然发生的振动进行控制,例如地震、台风等。

目前,这种控制思路主要以减震、消音、隔音为主;而主动振动控制则是人主动干预,主动改变物体的振动特性,保护或增强物体的结构性能,例如在地震、风载等环境下,机械结构、建筑结构、桥梁等结构体都可以采取此种措施。

主动振动控制技术的核心是振动控制算法。

传统振动控制算法中,大多采用模态解耦、斯密特正交、滤波分解等多种算法,将机械结构的振动状态锁定在一定的稳态范围内。

自上世纪90年代起,随着智能材料和智能结构的发展,人们开始利用电液或电磁调节智能材料的特性,而研制出了新型的主动振动控制技术。

在实际应用中,主动振动控制系统主要由三个部分组成:振动控制器、振动器和感应器。

振动器是负责产生激励,感应器主要是用于测量目标振动信号,而控制器则负责对该信号进行处理并进行反馈控制。

主动振动控制系统可以通过更改振动器和感应器的位置和数量,来适应不同样本的振动特性。

主动振动控制技术在机械结构、建筑结构、桥梁等领域有着广泛的应用。

例如,建筑结构不仅能利用主动振动控制技术来控制、减弱地震产生的振动,还能通过主动桥梁技术来增加桥梁的稳定性和安全性,提高桥梁的跨越能力;机械结构方面,可以利用主动振动控制系统来改善航空器的操纵特性、提高舒适性和减少发动机振动等。

总体来说,主动振动控制技术解决了机械结构、建筑结构、桥梁等物体振动控制领域的许多难题,为安全生产和结构控制做出了贡献。

随着业界对重大事件(如地震、台风等)控制需求的增加,主动振动控制技术也将逐渐走向成熟。

机械振动控制中的主动与半主动阻尼

机械振动控制中的主动与半主动阻尼

机械振动控制中的主动与半主动阻尼振动控制在机械系统中具有重要的应用,可以提高系统的稳定性、减小振动幅值,同时延长系统的寿命。

在振动控制中,主动阻尼和半主动阻尼是两种常用的控制策略。

本文将分别介绍主动和半主动阻尼的原理和应用。

主动阻尼是通过主动干预机械系统,实时改变系统的动力参数来实现的。

其中最常见的一种方法是通过电机或电磁力来施加力矩或阻尼力。

主动阻尼可以根据振动输入和输出信号之间的关系,实现实时调节。

例如,在风力发电机组中,由于风速的变化,风力机组的振动会发生变化。

通过监测风速和振动信号,可以实时调整发电机组的转速,以减小振动幅值,提高系统的稳定性。

主动阻尼在许多领域都有着广泛的应用。

在汽车悬架系统中,可以通过主动控制阻尼器的刚度和阻尼特性,实现对车身的主动控制,进而提高驾驶的舒适性和安全性。

在建筑结构中,可以通过控制主动阻尼器的阻尼力,减小结构的振动幅值,增加结构的稳定性。

与主动阻尼不同,半主动阻尼是通过改变材料的力学性能来实现的。

这种方法通常利用液体或磁性材料的特性,通过调节控制器的参数,改变阻尼材料的阻尼特性。

半主动阻尼可以根据系统的振动状态实时调整阻尼参数,从而改变系统的振动响应。

半主动阻尼在工程实践中有着广泛的应用。

在桥梁和建筑结构中,可以使用液体阻尼器或磁流变阻尼器来减小结构的振动幅值。

液体阻尼器通过调整液体的流动参数来实现阻尼效果,而磁流变阻尼器则通过改变磁场对磁流变材料的作用力来实现阻尼控制。

这些半主动阻尼器可以根据结构的振动情况实时调整其阻尼特性,从而减小结构的振动幅值。

在机械振动控制中,主动和半主动阻尼的选择取决于实际的应用需求和成本考虑。

主动阻尼通常需要较为复杂的控制系统和高成本的实施,但可以实现更为精准和实时的振动控制。

而半主动阻尼则相对简单和经济,但在某些情况下无法达到与主动阻尼相同的控制效果。

总之,机械振动控制中的主动和半主动阻尼是两种常用的控制策略。

主动阻尼通过实时调节系统的动力参数来减小振动幅值,提高系统的稳定性。

一种振动控制方法

一种振动控制方法

一种振动控制方法引言振动控制是一种广泛应用于工程和科学领域的技术,它旨在减少或消除结构物或系统在运行过程中的振动。

随着科技的进步,越来越多的研究者致力于开发新的振动控制方法,以满足不同领域中的需求。

本文将介绍一种基于主动控制的振动控制方法,该方法通过操纵结构物的动力学行为来减少振动的产生。

原理主动控制是一种通过植入传感器和执行器来控制结构物振动的方法。

传感器用于感知振动信号,执行器则通过施加力或运动来改变结构物的振动状态。

基于主动控制的振动控制方法可以识别和预测振动信号,并在短时间内作出相应的反应,以实现振动的抑制或消除。

主动控制方法主要包括反馈控制和前馈控制。

反馈控制通过测量结构物的振动信号,并将其与期望的振动信号进行对比,以生成控制信号。

这个控制信号会通过执行器施加到结构物上,从而改变结构物的运动。

前馈控制则根据结构物的运动状态和力学特性,预测未来的振动信号,并提前施加控制力以消除或减小振动。

实现方法为了实现主动控制的振动控制方法,需要以下步骤:1. 传感器的选择和植入传感器的选择和植入是振动控制的关键步骤。

合适的传感器可以准确地感知结构物的振动信号,并将其转化为电信号。

传感器可以选择加速度计、应变传感器或位移传感器等,具体选择要根据结构物的特点和振动的特性来确定。

2. 控制算法的设计控制算法的设计是振动控制方法的核心。

控制算法需要根据传感器所测得的振动信号,进行信号分析和处理,预测未来的振动信号,并生成相应的控制信号。

常用的控制算法包括PID控制、模糊控制和自适应控制等,可以根据具体需求选择合适的算法。

3. 执行器的选择和操纵执行器的选择和操纵是振动控制方法的关键环节。

执行器可以选择为电磁悬浮器、压电材料或液压系统等,具体选择要根据结构物的类型和要求来确定。

执行器通过施加力或运动,改变结构物的振动状态,从而实现振动的控制。

4. 控制系统的搭建控制系统的搭建是将传感器、控制算法和执行器有机地结合在一起的过程。

高层建筑结构的振动控制

高层建筑结构的振动控制

高层建筑结构的振动控制随着城市化进程的加速,高层建筑的建设成为了一个普遍的趋势。

然而,高层建筑所面临的振动问题对其安全性和舒适性提出了严峻挑战。

因此,高层建筑结构的振动控制成为了一项重要的研究课题。

本文将从被动控制和主动控制两个方面探讨高层建筑结构的振动控制方法及其应用。

一、被动控制方法被动控制是指通过材料的力学性质变化来减小结构振动。

最常见的被动控制方法是添加阻尼器和减振器。

阻尼器是一种通过消耗振动能量来减小结构振动的装置。

常见的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘弹性阻尼器。

减振器是一种通过改变结构的刚度和质量分布来减小结构振动的装置。

常见的减振器包括质量阻尼器、液体填充质量阻尼器和钢筋混凝土阻尼器。

被动控制方法简单易行,但其控制效果受到环境影响较大,不能自适应地调整控制参数。

二、主动控制方法主动控制是指通过使用传感器和执行器实时监测和调整结构振动。

主动控制方法可以实时地感知并响应结构的振动状态,可以根据结构的实际情况动态调整控制参数以达到最佳控制效果。

主动控制方法常用的技术包括阻尼控制、阻尼比控制和频率控制。

阻尼控制是通过调整阻尼器的力学参数来改变结构的耗能能力,从而减小结构的振动。

阻尼比控制是通过调整被动阻尼器和主动阻尼器的阻尼比例,以实现结构振动的有效控制。

频率控制是通过改变结构的固有频率和阻尼比来主动调整结构的振动特性。

高层建筑结构的振动控制方法有许多应用场景。

例如,在地震区域,主动控制方法可以及时应对地震振动,保护结构的完整性和人员的安全。

另外,在风区,结构的风振问题也是一个重要的挑战。

通过主动控制方法可以减小高层建筑的风振响应,提升结构的稳定性和舒适性。

还有,在交通枢纽,如桥梁和高速公路上,主动控制方法也可以应用于减小结构的振动,提升结构的使用寿命和设施的安全性。

总结起来,高层建筑结构的振动控制是一个复杂而关键的问题。

被动控制方法和主动控制方法都有各自的优缺点,应根据具体的应用场景选择合适的方法。

机械制造中的振动控制工作原理

机械制造中的振动控制工作原理

机械制造中的振动控制工作原理振动在机械制造过程中是一个常见的问题,它会对机械设备的性能和工作环境产生负面影响。

因此,振动控制工作原理成为了研究的重点和关注的焦点。

本文将介绍机械制造中常用的振动控制工作原理及其应用。

一、主动振动控制主动振动控制是指通过制动器、电机等主动设备主动地施加力量或力矩来抑制或减小振动。

主动振动控制通常包括传感器、控制器和执行器三个部分。

传感器用于感知振动信号,控制器则根据信号进行计算和判断,并通过执行器施加相应的力或力矩来控制振动。

主动振动控制的一个典型应用是自适应群控制算法。

该算法通过监测和分析振动信号,自动调节控制装置的参数,使其达到最佳的振动抑制效果。

自适应群控制算法不仅适用于单一机器的振动控制,还可以应用于多机器之间的协同控制。

二、被动振动控制被动振动控制是指通过材料、结构或装置的选择和设计来改变系统的振动特性,以减小或消除振动。

被动振动控制通常包括质量阻尼器、弹簧等被动装置。

这些装置可以吸收振动能量,降低机械系统的振动幅度和频率。

被动振动控制的一个重要应用是减震器。

减震器是一种通过吸收振动能量的装置,可以减少机械设备振动对周围环境和人员的影响。

减震器通常采用弹簧和阻尼器结合的方式,能够有效地降低机械系统的共振频率和振幅。

三、半主动振动控制半主动振动控制是主动振动控制和被动振动控制的结合。

它通过改变阻尼器或弹簧的特性来控制振动。

半主动振动控制通常采用液体和磁流变材料作为阻尼装置,通过改变液体或磁场的特性来调节阻尼器的阻尼效果。

半主动振动控制的一个重要应用是磁流变减振器。

磁流变减振器是一种能够根据振动情况自动调节阻尼力的装置。

它利用磁流变材料的特性,通过改变磁场的强度和方向来改变阻尼器的阻尼特性,从而实现对振动的控制。

总结:在机械制造中,振动控制工作原理的研究和应用对提高机械设备的性能和可靠性起着重要的作用。

主动振动控制通过主动施加力量或力矩来控制振动,被动振动控制通过选择和设计合适的材料和结构来改变振动特性,半主动振动控制则是主动振动控制和被动振动控制的结合。

工程力学中的振动控制和振动衰减的方法

工程力学中的振动控制和振动衰减的方法

工程力学中的振动控制和振动衰减的方法振动是工程力学中非常重要且普遍存在的现象。

在很多情况下,振动会对结构物、机械设备以及人们的生活和工作环境带来一系列不利影响,比如疲劳破坏、能量浪费、噪音和震动等。

因此,振动控制和振动衰减在工程实践中具有重要意义。

本文将探讨几种常见的振动控制和振动衰减的方法。

一、主动振动控制主动振动控制是指通过激励源主动地施加力或扭矩,以减小结构或系统的振动响应。

其中,最常用的主动振动控制方法是通过控制系统实时测量振动信号并根据测量结果输出相应的激励信号,通过控制设备施加力或扭矩来实现振动的主动控制。

主动振动控制的优点在于可以实时检测振动,并根据测量结果来调节控制力;通过主动振动控制,可以减小结构或系统的振动幅值,并且能够适应不同振动特性的系统。

主动振动控制需要较为复杂的控制和反馈系统,以实时检测振动信号并作出相应的控制动作。

二、被动振动控制被动振动控制是指在结构或系统中添加被动元件,通过其自身的材料特性和力学行为来实现振动的控制和衰减。

被动振动控制方法通常包括减振器、阻尼器以及填充物等。

1. 减振器减振器是一种常见的被动振动控制装置,可以通过改变结构或机械系统的振动特性来减小振动幅值。

常见的减振器包括弹簧减振器、摆式减振器、液体减振器等。

弹簧减振器通过设置弹簧与结构相连,利用弹簧的弹性来吸收振动能量,达到减小振动幅值的目的。

摆式减振器则通过在结构上安装摆杆和摆球,将振动能量通过摆动的方式消耗掉。

液体减振器则通过将流体置于结构中的腔体中,利用流体的粘性和摩擦阻尼来吸收振动能量。

2. 阻尼器阻尼器是另一种常见的被动振动控制装置,它可以通过增加系统的阻尼来减小振动响应。

常见的阻尼器包括液体阻尼器、摩擦阻尼器和粘弹性阻尼器等。

液体阻尼器通过流体的粘性产生阻尼,将振动能量转化为热能进行耗散。

摩擦阻尼器则通过设置摩擦面来产生阻尼,将振动能量通过摩擦转化为热能来耗散。

粘弹性阻尼器则利用材料的粘弹性质来实现振动阻尼。

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一、主动控制简介1.概念:结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力,最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。

2.特点:主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,是一种需要额外能量的控制技术,它与被动控制的根本区别是有无额外能量的消耗。

3.优缺点:主动控制具有提高建筑物的抵抗不确定性地面运动,减少输入的干扰力,以及在地震时候自动地调整结构动力特征等能力,特别是在处理结构的风振反应具有良好的控制效果,与被动控制相比,主动控制具有更好的控制效果。

但是,主动控制实际应用价格昂贵,在实际应用过程中也会存与其它控制理论相同的问题,控制技术复杂、造价昂贵、维护要求高。

4.组成:传感器、控制器、作动器5.工作方式:开环、闭环、开闭环。

二、简单回顾主动控制的应用与MATLAB应用1.主动变刚度AVS控制装置工作原理:首先将结构的反应反馈至控制器,控制器按照事先设定好的控制算法并结合结构的响应,判断装置的刚度状态,然后将控制信号发送至电液伺服阀以操纵其开关状态,实现不同的变刚度状态。

锁定状态(ON):电液伺服阀阀门关闭,双出杆活塞与液压缸之间没有相对位移,斜撑的相对变形与结构层变形相同,此时结构附加一个刚度;打开状态(OFF):电液伺服阀阀门打开,双出杆活塞与液压缸之间有相对位移,液压缸的压力差使得液体发生流动,此过程中产生粘滞阻尼,此时结构附加一个阻尼。

示意图如下:2. 主动变阻尼AVD控制装置工作原理:变孔径阻尼器以传统的液压流体阻尼器为基础,利用控制阀的开孔率调整粘性油对活塞的运动阻力,并将这种阻力通过活塞传递给结构,从而实现为结构提供阻尼的目的。

关闭状态(ON):开孔率一定,液体的流动速度受限,流动速度越小,产生的粘滞阻尼力越大,开孔率最小时,提供最大阻尼力,此时成为ON状态;打开状态(OFF):控制阀完全打开,由于液体的粘滞性可提供最小阻尼力。

示意图如下:3.振动实例已知多自由度有阻尼线性结构的参数:276200027600002300M kg⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,54.406 1.92101.921 3.443 1.52210/0 1.522 1.522K N m -⎡⎤⎢⎥=--⨯⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,阻尼矩阵采用瑞利阻尼C M K αβ=+,,αβ根据前两阶自振频率及阻尼比确定,阻尼比取0.05,该多自由度结构(参数同上)所受地震波数据见dzb.xls 文件,文件第一列为时间,单位s ,文件第2列为加速度,单位m/s2。

方法采用中心差分法。

3.1变刚度对比了刚度分别为K 、10*K 以及0.1*K 时M1的响应时程曲线以及最大位移。

MATLAB程序如下:clearclcM=diag([2762 2760 2300]); %质量矩阵 K=100000*[4.406 -1.921 0;-1.921 3.443 -1.522;0 -1.522 1.522];kk={K,10.*K,0.1.*K} %细胞矩阵-变刚度 W=[4.1041;10.4906;14.9514]; %各阶频率 zuni=0.05area=2*W(1)*W(2)*zuni/(W(1)+W(2));byta=2*zuni/(W(1)+W(2));C=area*M+byta*K; %阻尼矩阵 num=xlsread('dzb.xls',1,'B1:B1501');P=M*ones(3,1)*num'; %读入外荷载 *********中心差分法**********h=0.02; %步长para=[1/h^2,1/(2*h),2/h^2,h^2/2]; %参数向量 Kx=para(1)*M+C*para(2); %x(i+1)前系数 x(:,1)=zeros(3,1); %初位移 v(:,1)=zeros(3,1); %初速度 a(:,1)=-0.00082*num(1)*ones(3,1); %初加速度 for j=1:3for i=1:1:1501 %差分迭代第一步 if i<2;x0=x(:,1)-h*v(:,1)+h^2/2*a(:,1);Px(:,i)=P(:,i)-(kk{j}-para(3)*M)*x(:,i)-(para(1)*M-para(2)*C)*x0;x(:,i+1)=inv(Kx)*Px(:,i);a(:,i+1)=para(1)*(x0-2*x(:,i)+x(:,i+1)); %加速度响应v(:,1)=para(2)*(x(:,i+1)-x0); %速度响应else %差分迭代Px(:,i)=P(:,i)-(kk{j}-para(3)*M)*x(:,i)-(para(1)*M-para(2)*C)*x(:,i-1); x(:,i+1)=inv(Kx)*Px(:,i);a(:,i+1)=para(1)*(x(:,i-1)-2*x(:,i)+x(:,i+1)); %加速度响应v(:,i)=para(2)*(x(:,i+1)-x(:,i-1)); %速度响应endend*************中心差分法*************X=x(:,1:1501);Y=max(abs(X),[],2);Z(j)=max(Y);save X %保存位移相应subplot(3,1,j) %画图plot(X(1,:))xlabel('时间t/0.02s')ylabel('位移X1/m');end运行结果如下:最大位移分别为:0.0085m0.0045m 0.0100m3.2变阻尼依旧使用上述系统,对比了无阻尼,阻尼为C和0.5C的情况下M1的响应时程曲线和最大位移。

MATLAB程序:clearclcM=diag([2762 2760 2300]); %质量矩阵K=100000*[4.406 -1.921 0;-1.921 3.443 -1.522;0 -1.522 1.522]; %刚度矩阵W=[4.1041;10.4906;14.9514]; %各阶频率zuni=0.05area=2*W(1)*W(2)*zuni/(W(1)+W(2));byta=2*zuni/(W(1)+W(2));C=area*M+byta*K;cc={0*C,C,0.5*C}; %变阻尼num=xlsread('dzb.xls',1,'B1:B1501');P=M*ones(3,1)*num'; %读入外荷载**************中心差分法************h=0.02; %步长para=[1/h^2,1/(2*h),2/h^2,h^2/2]; %参数向量Kx=para(1)*M+C*para(2); %x(i+1)前系数x(:,1)=zeros(3,1); %初位移v(:,1)=zeros(3,1); %初速度a(:,1)=-0.00082*num(1)*ones(3,1); %初加速度for j=1:3for i=1:1:1501 %差分迭代第一步if i<2;x0=x(:,1)-h*v(:,1)+h^2/2*a(:,1);Px(:,i)=P(:,i)-(K-para(3)*M)*x(:,i)-(para(1)*M-para(2)*cc{j})*x0;x(:,i+1)=inv(Kx)*Px(:,i);a(:,i+1)=para(1)*(x0-2*x(:,i)+x(:,i+1)); %加速度响应v(:,1)=para(2)*(x(:,i+1)-x0); %速度响应else %差分迭代Px(:,i)=P(:,i)-(K-para(3)*M)*x(:,i)-(para(1)*M-para(2)*cc{j})*x(:,i-1);x(:,i+1)=inv(Kx)*Px(:,i);a(:,i+1)=para(1)*(x(:,i-1)-2*x(:,i)+x(:,i+1)); %加速度响应v(:,i)=para(2)*(x(:,i+1)-x(:,i-1)); %速度响应endend**************中心差分法******************X=x(:,1:1501);Y=max(abs(X),[],2);Z(j)=max(Y);save X %保存位移相应subplot(3,1,j) %画图plot(X(1,:))xlabel('时间t/0.02s')ylabel('位移X1/m');end运行结果是:最大位移分别为:0.0115m0.0085m0.0068m??三、主动控制算法简介主动控制算法是主动控制的基础,它们是根据控制理论建立的。

好的控制理论算法必须在线计算时间短、稳定性及可靠性好、抗干扰能力强。

结构控制算法分为经典控制理论与现代控制理论两类。

1.经典控制理论:经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。

经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频域方法。

经典控制理论包括线性控制论、采样控制理论、非线性控制理论三个部分。

2.现代控制理论:现代算法计算主要用时间域,采用状态空间法(State Space Method) 来描述系统的动力性态,其数学工具为线性代数、矩阵理论和变分法。

其主要包括下面一些算法:(1)经典线性最优控制法(2)瞬时最优控制法(3)极点配置法(4)独立模态空间控制法(5)随机最优控制法(6)界限状态控制法(7)模糊控制法(8)预测实时控制法(9)H∞优化控制(10)变结构控制3.简要介绍各种算法最优控制算法通俗来讲:即对一个受控的动力学系统或运动过程,从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案,使系统的运动在由某个初始状态转移到指定的目标状态的同时,其性能指标值为最优。

在工程上,最优控制算法以现代控制理论中的状态空间理论为基础,采用极值原理,使用最优滤波或者动态规划等最优化方法,进一步求解结构振动最优控制输入,在振动主动控制领域应用比较普遍。

当被控对象结构参数模型可以被精确建模,并且激励和测量信号比较确定时,采用最优算法设计控制器可以较容易地取得控制效果。

最优控制法根据具体算法又可分为经典线性最优控制法、瞬时最优控制法、随机最优控制法等等,下面简单介绍:A经典线性最优控制法该算法基于现代控制理论,以线性二次型性能指标为目标函数来确定控制力与状态向量之间的关系式。

目标函数中用权矩阵来协调经济性与安全性之间的关系,需求解Riccati 方程。

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