本文關鍵詞：分數階阻尼懸架系統時滯吸振控制研究

  更多相關文章： 分數階微積分 時滯 高哲法 穩(wěn)定性 主動懸架 減振

【摘要】：時滯減振理論的提出距今為止已有將近三十年的時間,其相關理論在抑制線性、非線性系統的振動方面取得了較為豐碩的成果,時滯減振思想已經較為成熟,盡管分數階微積分理論的提出時間較短,但其在描述粘彈性材料的本構關系方面具有整數階微積分所不可比擬的優(yōu)越性。懸架系統作為一種典型的振動系統,具有一定的代表性,而且因其比較貼近人們的日常生活,減振需求也較為迫切,為此本文基于汽車懸架系統進行了一系列的研究。首先建立了考慮時滯的分數階天棚阻尼懸架系統的數學模型,并通過對其動力學方程的運算確定了該系統的特征方程,采用高哲算法對分數階天棚阻尼懸架系統的穩(wěn)定性進行了分析,一方面證明了高哲算法在分數階時滯系統的穩(wěn)定性分析方面的實用性,另一方面也證明了時滯作為一種不利因素,在設計控制策略時必須進行適當的考慮,忽視它的存在,可能會產生某些不良后果。其次介紹了時滯動力吸振器的減振原理,利用以電池作為時滯動力吸振器的電動汽車為例,研究了時滯動力吸振器在分數階微積分描述的懸架系統中的減振效果,研究結果表明在保證主系統穩(wěn)定的同時運用時滯減振理論依然可以達到比較理想的減振效果。最后基于對整數階時滯動力吸振器的減振原理和對高哲算法的理解,提出了一種分數階時滯動力吸振器,并通過對高哲算法的逆推提出了確定吸振器控制參數的求解方法,而后利用數值仿真結果證明,該分數階時滯動力吸振器由于具有主動調諧功能,使其無論在主系統的共振頻率點還是其它頻率點處都能使主系統的振幅大幅度減少。本文是在對時滯減振理論充分理解的基礎上完成,其中引入了分數階微積分理論保證了研究內容的先進性,同時提出的兩個理論相結合的分數階時滯動力吸振器無異于對時滯減振理論在分數階微積分領域的發(fā)展起到了拋磚引玉的效果。
【關鍵詞】：分數階微積分 時滯 高哲法 穩(wěn)定性 主動懸架 減振
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.1.1 課題的研究背景8-9
• 1.1.2 課題研究意義9
• 1.2 相關領域研究現狀及發(fā)展方向9-15
• 1.2.1 懸架控制技術發(fā)展狀況9-11
• 1.2.2 分數階理論及其應用發(fā)展狀況11-13
• 1.2.3 時滯動力減振理論的研究概況13-14
• 1.2.4 分數階時滯系統的研究概況14-15
• 1.3 論文的主要內容15-16
• 第二章 分數階微積分理論基礎16-28
• 2.1 分數階微積分的基本函數16-17
• 2.2 分數階微積分的定義17-19
• 2.2.1 Riemann-Liouville定義17-18
• 2.2.2 Grünwald-Letnikov定義18-19
• 2.2.3 Caputo定義19
• 2.3 分數階微積分的性質19-20
• 2.4 分數階微積分方程的解法20-27
• 2.4.1 分數階微積分方程的解析方法20-22
• 2.4.2 分數階微分方程的數值方法22-23
• 2.4.3 分數階微分算子的離散化近似23-26
• 2.4.4 濾波器算法的數值模擬與比較26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 分數階時滯系統穩(wěn)定性判定的理論基礎28-37
• 3.1 無時滯分數階系統的穩(wěn)定性28-29
• 3.2 時滯條件下分數階系統的穩(wěn)定性分析29-36
• 3.2.1 分數階時滯系統的基礎知識29-32
• 3.2.2 穿越頻率值的計算方法32-33
• 3.2.3 臨界時滯的計算方法33-34
• 3.2.4 時滯的穩(wěn)定性區(qū)間判定方法34-36
• 3.3 本章小結36-37
• 第四章 分數階天棚阻尼懸架系統的時滯穩(wěn)定性區(qū)域判定37-45
• 4.1 分數階天棚阻尼懸架系統模型的建立37-39
• 4.2 分數階天棚阻尼懸架系統穩(wěn)定時滯區(qū)間判定39-42
• 4.3 數值仿真結果42-44
• 4.4 結論與分析44
• 4.5 本章小結44-45
• 第五章 傳統時滯動力吸振器在分數階懸架系統中的應用45-52
• 5.1 動力吸振器的減振機理45-46
• 5.2 時滯動力吸振器的減振機理46-47
• 5.3 時滯動力吸振器在分數階懸架系統下的控制研究47-50
• 5.4 數值模擬驗證與分析50-51
• 5.5 本章小結51-52
• 第六章 一種新型的分數階時滯動力吸振器的設計52-59
• 6.1 分數階時滯動力吸振器反饋增益參數的確定52-53
• 6.2 分數階時滯動力吸振器反饋時滯量的確定53-54
• 6.3 保持系統穩(wěn)定的時滯量最值分析54-55
• 6.4 分數階時滯動力吸振器調諧能力分析55-56
• 6.5 數值模擬與分析56-58
• 6.6 本章小結58-59
• 第七章 全文總結與工作展望59-61
• 7.1 全文總結59-60
• 7.2 問題與展望60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間參與的課題及公開發(fā)表的論文65-66
• 致謝66

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