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文檔簡介
1、為實現(xiàn)節(jié)能減排的目的,汽車車身輕量化成為解決這一問題的重要手段之一。車身的輕量化往往會導致低頻振動的惡化的問題,而傳統(tǒng)的NVH抑制技術受其自身特征限制已經不能很好的解決這一問題。為了滿足人們要求越來越高的乘坐舒適性性能,振動主動控制技術的發(fā)展為解決這一問題提供了新思路。將被動約束阻尼技術和主動控制技術雙重優(yōu)點結合起來的機敏約束層阻尼技術(Smart Constrained Layer Damping,SCLD),可以在很寬的頻率范圍內保
2、持較高的阻尼特性,對低頻振動擁有良好的抑制效果,成為廣大學者們研究的熱點。
本研究以局部覆蓋SCLD對邊固支薄板為研究對象,引入壓電陶瓷(PZT)片作為傳感器,進行振動主動控制的若干研究。首先,采用GHM模型表征粘彈性材料的阻尼特性,利用壓電方程描述壓電材料的作動和傳感特性,結合有限元法建立擁有自感知能力的 SCLD層合結構動力學模型,并通過模態(tài)實驗對數(shù)學模型進行正確性驗證。其次,以可觀性 Gramian為基礎,并考慮剩余模態(tài)
3、的影響,構造主控模態(tài)可觀性優(yōu)化準則函數(shù),利用遺傳算法對壓電傳感的位置進行優(yōu)化配置;以確定了的壓電傳感為基礎,利用系統(tǒng)的H2范數(shù)構造考慮剩余模態(tài)影響的作動器位置優(yōu)化目標函數(shù),并應用遍歷法確定作動器布置位置。應用內平衡降階和狀態(tài)空間復模態(tài)截斷聯(lián)合的方法對結構動力學模型進行降階處理,以方便后面控制器設計;并通過模態(tài)實驗驗證位置優(yōu)化配置后局部覆蓋 SCLD的層合板理論模型的正確性,并對阻尼進行適當修正處理。然后,針對壓電傳感器的特點,選用模態(tài)控
4、制與最優(yōu)控制結合的控制策略,完成線性二次最優(yōu)獨立模態(tài)控制器的設計;并設計狀態(tài)觀測器以滿足控制器對狀態(tài)反饋的需要。最后,基于仿真軟件和硬件在環(huán)實驗平臺,對局部覆蓋SCLD結構進行振動主動控制仿真與實驗的相關研究。結果表明:所建立的動力學模型可以準確的表達其集傳感、被動控制與主動控制于一體的智能特性;位置優(yōu)化后的PZT傳感器/作動器,可以達到以較少數(shù)量的傳感器和作動器實現(xiàn)對控制頻率范圍內的模態(tài)擁有良好的可觀/可控性的目的,且可以避免不當位置
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