柔性結構具有質(zhì)量輕、能耗低、靈活度高、韌性好等優(yōu)點,在航空航天、機器人、工業(yè)生產(chǎn)、海洋工程等領域得到了廣泛的應用。然而,由于其剛性小、柔性大的特性,柔性結構易受到外界環(huán)境的影響產(chǎn)生結構振動。這不僅會影響系統(tǒng)的工作性能,還會加速柔性結構的疲勞損壞,降低柔性結構的使用壽命,給系統(tǒng)造成一定的損失。分析柔性機械結構的動力學特性,提出一套有效的振動控制方法,對提高系統(tǒng)的工作效率,降低事故發(fā)生率,有著重要的意義。近年來,柔性結構的振動控制研究是國際控制領域研究的熱點問題之一。本文旨在研究四種具有代表性的實際柔性系統(tǒng)的振動控制問題,即,柔性工業(yè)傳送帶系統(tǒng)、柔性鐵木辛柯機械臂系統(tǒng)、起重機系統(tǒng)和錨泊系統(tǒng)。針對柔性工業(yè)傳送帶系統(tǒng),一類軸向運動的歐拉伯努利梁結構,考慮非線性死區(qū)輸入特性的影響,提出了一種邊界振動控制策略,解決了柔性工業(yè)傳送帶結構的橫向振動問題。針對參數(shù)不確定的柔性鐵木辛柯機械臂系統(tǒng),一類轉(zhuǎn)動的鐵木辛柯梁結構,考慮輸入輸出約束的影響,結合擾動觀測器提出了一種魯棒自適應振動控制策略,減小了柔性臂桿形變量以及保證臂桿跟蹤到期望的角度位置。針對起重機系統(tǒng),一類二維空間下變長的柔性弦結構,考慮輸出約束... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１海洋柔性立管?

?北京科技大學博士學位論文???ｆ?＿釋Ｉ??圖１－１海洋柔性立管?圖１－２浮式海洋風力發(fā)電塔??在航空領域中，為了減小飛行器的質(zhì)量，提高有效的飛行負載，在航空??設備的制造中采用了大量輕質(zhì)的柔性材料，例如，用于為衛(wèi)星提供運行能量??太陽能帆板［１２］�？臻g站中用于設備安裝、回收的空間機械臂，如Ｃａｎｄａｒｍｔ１％如??圖１－３所示），因其輕質(zhì)的結構材料以及大的臂桿長度，在空間作業(yè)過程中容??易產(chǎn)生形變，具有典型的柔性特性。另一類在軌服務設備——空間繩系機器??人采用柔性的繩結構來代替機械臂桿結構，具有更大的操作空間和更高的安??全性［Ｉ４Ｌ［Ｉ５］。在低空飛行領域中，模仿鳥類飛行設計的撲翼飛行機器人的機翼??結構通常選用柔性材料來減輕機身的質(zhì)量，如圖１－４所示，來提高系統(tǒng)的飛??行性能。在機器人的飛行過程中，柔性翼面在與空氣的相互作用下易產(chǎn)生??結構上的形變［｜７］，［｜８］。此外，空中加油機中的空中輸油管道通常由輕質(zhì)的材料??組成，由于管道的輕質(zhì)結構以及大跨度結構，也被看作為一類具有撓性的柔??性結構［％［２Ｇ］，以及直升機中用于救援或運輸任務的懸索系統(tǒng)也是一類常見的??柔性結構［２１］。??ｗ?ｆｌＢＩＢ??圖ｌ－３Ｃａｎａｄａｒｍ空間機械臂?圖１－４柔性撲翼飛行機器人??在工業(yè)生產(chǎn)領域中，同樣也有很多實際的系統(tǒng)具有明顯的柔性特性。例??如，建筑工地或海港碼頭用于運輸重型貨物的龍門吊車中的鋼纜結構［２２］，【２３］以??及為了減輕臂桿質(zhì)量和降低驅(qū)動功率而采用輕質(zhì)材料來提高系統(tǒng)工作性能和??靈活性的柔性機械臂結構ＰＷＷ％。此外，流水線生產(chǎn)過程中常見的傳送帶結??－３－??

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]浮式海洋熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主動振動控制與擾動觀測器設計[J]. 何修宇,王雪璇,趙哲惟,張爽.  自動化學報. 2019(10)
[2]空間繩系機器人逼近過程的位姿一體化控制[J]. 胡仄虹,黃攀峰,孟中杰,馬駿.  航空學報. 2013(11)
[3]面向偏微分方程的連續(xù)反演控制算法綜述[J]. 李曉光,劉金琨.  控制理論與應用. 2012(07)
[4]變長度柔性提升系統(tǒng)縱向-橫向受迫耦合振動分析[J]. 張鵬,朱昌明,張梁娟.  工程力學. 2008(12)

碩士論文
[1]面向帶輸入輸出約束的柔性機械臂的控制算法設計[D]. 何修宇.電子科技大學 2016



本文編號：3327379