一体化振动控制 若干理论、技术问题引论PDF电子书下载

目录 1

序 1

前言 1

第1章　导论 1

1.1　基本概念 2

1.1.1　分类 2

1.1.2　控制材料和元件 5

1.2　振动控制一体化策略 7

1.2.1　全局性问题 7

1.2.2　杂交阻尼结构 9

1.2.3　主动结构及智能结构 11

1.3　研究现状及趋势 14

参考文献 16

第2章　被控结构建模 19

2.1　引言 19

2.2　状态空间方程 19

2.3　行波动力学模型 22

2.3.1　单元模型 22

2.3.2　结点散射模型 23

2.3.3　系统总体方程 24

2.4　非线性动力学系统建模 24

2.4.1　几种时域模型 25

2.4.2　几种频域模型 29

2.4.3　非线性模态理论 30

2.4.4　注释 32

2.5　时频建模 32

2.5.1　非平稳信号的时频分析 32

2.5.2　广义骨架线性系统与骨架曲线 34

2.5.3　骨架曲线的辨识 37

参考文献 41

第3章　振动鲁棒控制 43

3.1　引言 43

3.2.1　结构动力学模型的不确定 45

3.2　不确定性建模 45

3.2.2　外界激励的不确定 47

3.3 H∞振动主动鲁棒控制 48

3.3.1 H∞控制基本理论 48

3.3.2　频域不确定H∞混合灵敏度设计 50

3.3.3　参数不确定H∞主动鲁棒控制设计 54

3.4　冲击响应界限控制的L1方法 57

3.4.1　数学准备 57

3.4.2　冲击响应界限控制问题描述 58

3.4.3　与LQR和H∞最优控制的比较 64

3.5　关于振动鲁棒控制 67

参考文献 68

第4章　阻尼材料及阻尼结构 71

4.1　引言 71

4.2　阻尼材料的动态特性 71

4.2.1　阻尼材料的类型 71

4.2.2　黏弹性材料的本构关系 72

4.2.3　影响黏弹性材料性能的主要因素 73

4.2.4 ZN系列阻尼材料及其性能 75

4.3　黏-弹性复合结构建模及分析 78

4.3.1　标准模型 79

4.3.2　分数导数模型 81

4.3.3 GHM模型 82

4.3.4 ATF/ADF模型 82

4.3.5　材料模型参数的拟合 83

4.3.6　模型自由度减缩 84

4.4　被动阻尼层结构 86

4.4.1　自由阻尼层结构 86

4.4.2　约束阻尼层结构 87

4.5　黏弹性阻尼器 93

4.5.1　阻尼器结构和力学模型 93

4.5.2　黏弹性阻尼器的理论分析 94

4.5.3　阻尼器的设计 98

4.5.4　阻尼器的应用 99

4.5.5　温度影响 101

4.6　可控约束阻尼层板 102

4.6.1　基本方程 103

4.6.2　方程求解 107

4.6.3　其他形式方程 108

4.7　主动约束阻尼 109

4.7.1　基本方程 110

4.7.2　离散化与控制方程 111

4.8.1　被动分路阻尼结构 112

4.8　压电分路阻尼系统 112

4.8.2　半主动分路阻尼结构 116

4.8.3　杂交分路阻尼结构 118

参考文献 119

第5章　组合振动控制 122

5.1　引言 122

5.2　空间桁架及组合振动控制 124

5.2.1　空间桁架 124

5.2.2　组合振动控制 124

5.2.3　组合桁架 125

5.3.1　绝对值模态应变能法 128

5.3　组合桁架设计 128

5.3.2　模态阻尼比的灵敏度分析 130

5.3.3　黏弹性阻尼杆设计 130

5.4　组合桁架有限元建模 133

5.4.1　压电作动杆单元建模 133

5.4.2　黏弹性阻尼杆单元建模 133

5.4.3　组合桁架的控制方程 135

5.5　被动阻尼对主动控制的影响 136

5.5.1　评价函数选取 136

5.5.2　试验研究分析 137

5.6.1　优化问题建立及求解 139

5.6　优化问题 139

5.6.2　位置配置指标 143

5.6.3　模拟退火算法 147

5.6.4　遗传算法 151

5.7　阻尼杆和作动杆的位置优化 157

5.7.1　黏弹性阻尼杆的位置优化 157

5.7.2　压电作动杆的位置优化 158

5.7.3　组合控制中主、被动构件的位置优化 159

5.7.4　优化算例 161

5.7.5　位置优化鲁棒分析 162

参考文献 162

6.1 引言 167

第6章　振动控制中的智能结构 167

6.2　智能结构的基本概念 168

6.2.1　定义 168

6.2.2　主要研究的问题 169

6.3　压电主动构件 173

6.3.1　结构和设计原理 173

6.3.2　压电作动器的实验 175

6.4　智能空间桁架结构 182

6.4.1　机电耦合有限元模型 182

6.4.2　智能桁架结构实验模态建模 185

6.4.3　智能桁架结构振动阻尼控制 187

6.4.4　应用实例 188

6.5　书本式作动器 190

6.5.1　结构形式 190

6.5.2　作动器位置选择 191

6.5.3　作动器控制效果分析 192

6.6 MSC/NASTRAN-MATLAB建模过程 194

6.6.1　计算公式 194

6.6.2　MSC/NASTRAN-MATLAB实现过程 195

参考文献 196

7.1 引言 200

第7章　电流（磁）变技术在振动控制中的应用 200

7.2　电流变材料特性 201

7.2.1　电流变液 201

7.2.2　电流变机理 201

7.2.3　电流变液的力学模型 204

7.2.4　常用的电流变液 205

7.2.5　影响电流变液性能的主要因素 207

7.3　电流变阻尼器件 210

7.3.1　电流变阻尼器的工作原理 210

7.3.2　电流变阻尼器 212

7.3.3　电流变阻尼器性能实验 214

7.3.4　电流变液阻尼器的力学模型 219

7.4　电流变技术在结构振动控制中的应用 220

7.4.1　电流变液在夹层结构振动控制中的应用 221

7.4.2　电流变阻尼器在转子振动控制中的应用 222

7.4.3　电流变阻尼铰在颤振控制中的应用 223

7.5　磁流变技术及其在振动控制中的应用 224

7.5.1　磁流变液的力学性能 225

7.5.2　磁流变阻尼器的设计 226

7.5.3　磁流变阻尼器在减振中的应用 229

参考文献 230

8.1.1　意义和目标 232

第8章　长Ⅲ甲火箭仪器舱的一体化振动控制 232

8.1　结构和试验项目 232

8.1.2　试验项目 234

8.2　仪器舱的动力学特性 235

8.2.1　对试验结构的预分析 235

8.2.2　仪器舱试验边界条件 236

8.2.3　整体结构的低频模态测试 237

8.2.4　局部模态测试 239

8.2.5　整体结构的中、高频模态测试 243

8.2.6　有限元模态分析 244

8.3.1　仪器安装板的约束阻尼 246

8.3　振动控制试验 246

8.3.2　黏弹性阻尼器抑制全局模态 248

8.3.3　可控约束阻尼层抑制局部模态 251

8.3.4　压电堆作动器的应用和H∞控制 255

8.3.5　进一步试验研究 258

8.4　主、被动一体化振动控制试验平台 258

8.4.1　试验平台功能 259

8.4.2　实现方式 259

参考文献 260

索引 262