基于磁致伸縮作動(dòng)器的車身結(jié)構(gòu)簡化板振動(dòng)主動(dòng)控制.pdf

1、汽車振動(dòng)、噪聲在傳遞路徑中往往會(huì)發(fā)生重疊，當(dāng)車身振動(dòng)頻率與車室內(nèi)聲腔固有頻率耦合時(shí)，在車室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生轟鳴噪聲。振動(dòng)控制不僅能夠抑制車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)，還能減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的低頻輻射噪聲。振動(dòng)主動(dòng)控制克服了振動(dòng)被動(dòng)控制的缺點(diǎn)，為解決長期以來困擾工程師的低頻振動(dòng)問題提供了思路?；诔胖律炜s材料的作動(dòng)器具有響應(yīng)快、應(yīng)變沖程大的優(yōu)點(diǎn)，為車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制帶來了新機(jī)遇。
　　本文以某皮卡頂棚板結(jié)構(gòu)為研究對象，結(jié)合頂棚結(jié)構(gòu)安裝條件和本文研究重點(diǎn)內(nèi)

2、容，將頂棚板結(jié)構(gòu)簡化為四邊固支矩形薄板結(jié)構(gòu)，并基于磁致伸縮作動(dòng)器對其進(jìn)行振動(dòng)主動(dòng)控制。在作動(dòng)器工作機(jī)理上，對作動(dòng)器關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并建立了Terfenol-D磁滯非線性動(dòng)態(tài)方程，得到作動(dòng)器輸出模型。通過對比板結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)解析解和有限元數(shù)值解驗(yàn)證有限元程序正確性后，運(yùn)用有限元方法建立了作動(dòng)器和薄板結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)模型。分析耦合結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性后，提出用串聯(lián)彈簧來減小作動(dòng)器對薄板結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性影響的觀點(diǎn)。綜合考慮耦合模型能量和結(jié)構(gòu)模態(tài)響應(yīng)幅值，

3、提出了作動(dòng)器位置及彈簧剛度聯(lián)合優(yōu)化準(zhǔn)則，在遺傳算法框架下優(yōu)化得到作動(dòng)器最佳位置和對應(yīng)最優(yōu)剛度。內(nèi)平衡降階法在對模型降階的同時(shí)，能保留模型的精度和主要?jiǎng)討B(tài)特性。從系統(tǒng)模態(tài)可控性/可觀性出發(fā)將原系統(tǒng)變換為內(nèi)平衡系統(tǒng)，在內(nèi)平衡模態(tài)空間中根據(jù)模態(tài)可控性和可觀性對系統(tǒng)進(jìn)行截?cái)?。最?yōu)控制能夠綜合考慮板結(jié)構(gòu)響應(yīng)和作動(dòng)器控制電流兩個(gè)主要參數(shù)，求得給定加權(quán)矩陣下系統(tǒng)最佳綜合性能。以發(fā)動(dòng)機(jī)怠速激勵(lì)和隨機(jī)路面不平激勵(lì)作為系統(tǒng)的干擾激勵(lì)，求得閉環(huán)控制系統(tǒng)的時(shí)域