壓電智能結(jié)構(gòu)在航天、航空工程獲得了廣泛應(yīng)用,但其在隨機(jī)荷載作用下的動(dòng)力特性研究目前還很薄弱,以往計(jì)算方法的復(fù)雜性是造成這一狀況的重要原因。本文應(yīng)用虛功原理建立機(jī)電耦合智能桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力有限元方程,并基于虛擬激勵(lì)原理提出系統(tǒng)受平穩(wěn)/非平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)動(dòng)力響應(yīng)的高效算法,該方法自動(dòng)包含了全部參振振型之間的互相關(guān)項(xiàng)及全部隨機(jī)激勵(lì)之間的互相關(guān)項(xiàng),本質(zhì)上是精確解法。應(yīng)用給出的算法對(duì)15桿平面及25桿空間智能桁架進(jìn)行較寬頻帶激勵(lì)下平穩(wěn)/非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)分析,計(jì)算結(jié)果表明了算法的可靠及高效性。 壓電智能結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)重要內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)振動(dòng)控制,而智能桁架的振動(dòng)控制是其中的一個(gè)重要研究方向。本文應(yīng)用線性二次高斯(LQG)控制方法對(duì)智能桁架在隨機(jī)荷載激勵(lì)下的響應(yīng)控制進(jìn)行了初步研究。對(duì)于壓電智能桁架平穩(wěn)隨機(jī)地震響應(yīng)分析和微分Riccati方程求解采用虛擬激勵(lì)原理及精細(xì)積分組合運(yùn)用策略,導(dǎo)出了問(wèn)題的LQG閉合解,計(jì)算效率和準(zhǔn)確性得到提高,實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)的主動(dòng)控制。最后,依據(jù)提出的算法給出了數(shù)值計(jì)算程序的源代碼,可以看出應(yīng)用此算法使得程序編寫(xiě)簡(jiǎn)明易讀。

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 概述
    1.1 壓電材料的廣泛應(yīng)用
        1.1.1 壓電材料的特性及種類
        1.1.2 壓電材料的工程應(yīng)用
    1.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究進(jìn)展
        1.2.1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念
        1.2.2 被動(dòng)控制
        1.2.3 主動(dòng)控制
        1.2.4 混合控制
        1.2.5 半主動(dòng)控制
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 智能桁架隨機(jī)荷載下的動(dòng)力特性
        1.3.2 智能桁架隨機(jī)荷載下的LQG控制
2 虛擬激勵(lì)法與LQG控制理論
    2.1 虛擬激勵(lì)法
        2.1.1 平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)的虛擬激勵(lì)法
        2.1.2 非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)的虛擬激勵(lì)法
    2.2 精細(xì)積分法
        2.2.1 基本思想
        2.2.2 常用的精細(xì)積分格式
    2.3 LQG控制
        2.3.1 最優(yōu)控制與最優(yōu)估計(jì)
        2.3.2 隨機(jī)連續(xù)線性系統(tǒng)控制模型
        2.3.3 LQG控制方程的求解原理
3 壓電智能桁架平穩(wěn)隨機(jī)動(dòng)力分析
    3.1 引言
    3.2 壓電智能桁架動(dòng)力微分方程的建立
    3.3 平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)下機(jī)電耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的虛擬激勵(lì)桁析
    3.4 計(jì)算方法的高效性及準(zhǔn)確性
    3.5 數(shù)值算例
    3.6 小結(jié)
4 壓電智能桁架非平穩(wěn)隨機(jī)動(dòng)力分析
    4.1 引言
    4.2 非平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)下機(jī)電耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的虛擬激勵(lì)分析
    4.3 非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)桁析的精細(xì)積分
    4.4 算例
    4.5 小結(jié)
5 壓電智能桁架隨機(jī)振動(dòng)下的LQG控制
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)建模
    5.3 LQG控制器設(shè)計(jì)
    5.4 虛擬激勵(lì)閉合解
    5.5 算例
    5.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 首次穿越破壞問(wèn)題
附錄B 例題的MATLAB程序編寫(xiě)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)



本文編號(hào)：3858284