导读:本文包含了模态空间控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:挠性空间结构,主动振动控制,独立模态空间控制,有限元分析
模态空间控制论文文献综述
金珊,郭延宁,李传江[1]（2019）在《挠性空间结构振动的独立模态空间最优控制方法》一文中研究指出针对大型挠性空间结构的特性,考虑在独立模态空间内进行控制,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的模态信息进行预滤波处理;设计模态观测器,从模态加速度中获取模态位移和模态速度;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特性,设计了基于最优控制的独立模态空间控制器;在此基础上,考虑外部干扰信号作用下,设计了基于模态滤波器的H∞次优控制器,构成了一个完整的挠性空间结构闭环主动振动控制系统。对简化的桁架和单翼帆板结构振动控制进行了仿真验证,结果表明:两种控制器均能使振动得到有效抑制,相比传统比例积分微分控制器最大振幅减小约一半,且具有一定的抗干扰能力。(本文来源于《飞控与探测》期刊2019年05期）
龙帅[2]（2019）在《六自由度并联机构模态空间控制策略研究》一文中研究指出相较于串联机构,并联机构有运动精度高、承载能力强以及动力性能好等优点,常用作各种环境下的运动模拟器、振动器等。但针对液压并联机构而言,由于其结构特性,使得对并联机构的动力学建模较为困难,而且动力学模型的建模精度也受到影响;除此之外,由于并联机构的强耦合特性和非线性动力特性,使得并联机构各自由度之间的运动耦合发生,严重影响了运动模拟精度,甚至可能会造成系统的不稳定。而工业上常用的PID控制虽然能实现对目标位姿的跟踪,但无法实现对并联机构的解耦控制,仍存在较大的运动耦合。基于以上问题,本文对六自由度并联机构进行了相关的研究工作。首先对并联机构进行运动学和动力学分析,通过Newton-Euler方程,建立了动力学方程,并根据流量方程和液压缸的连续方程,推导了液压系统的传递函数。其次,利用matlab强大的仿真工具,运用SimMechanics第二代建模工具对并联机构的机械系统进行建模,以便进行仿真测试。然后,针对动力学方程参数不准确的问题,提出了动力学线性化辨识模型,并用递推最小二乘法推导了辨识过程,在Simulink中搭建了仿真系统,对参数辨识进行预测力矩与实际力矩的验证,完成了动力学参数辨识的工作。因自由度空间控制相比于关节空间控制,有更优的控制效果,故对并联机构自由度空间下进行了PID控制器的设计,观察到各自由度之间的运动耦合现象。针对并联机构运动耦合的现象,利用振动领域的模态理论,各阶模态之间的相互正交的性质,对并联机构运用模态分析,再将参数辨识应用在基于动力学模型控制的并联机构上,得到更准确的模态转换阵。同时提出了基于自由度空间下的模态计算力矩控制方法,并用该控制器,对并联机构各个自由度进行分别控制,观察各自由度的运动效果。最后,将模态控制的运动效果与传统的自由度空间PID控制效果进行对比,定量定性地分析了模态空间下的控制器的跟踪精度和解耦效果,得出了模态控制器对各自由度之间的耦合现象有所抑制的结论。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-08）
俞剑敏[3]（2018）在《电动叁自由度运动平台分析及模态空间控制》一文中研究指出并联机构相较于串联机构有诸如运动精度更高,承载能力更高等优点。本文主要研究的内容有:带有防扭臂的叁自由度并联机构的运动学分析,动力学分析,负载匹配,模态空间控制策略及实验平台搭建。利用约束方程对伴随运动进行了分析,结合约束方程和矢量法对叁自由度并联机构的运动学反解进行研究,在ADAMS中搭建虚拟样机,和MATLAB联合仿真,验证运动学反解的正确性。利用机构特性推导运动学正解,同时仿真验证运动学正解。为了研究防扭臂位置参数对系统伴随运动的影响,以运动学关系为基础,运用遗传算法对其进行研究,得到了伴随运动较小时的防扭臂位置参数。为了研究平台的动力学性能,利用凯恩方程对叁自由度并联机构进行动力学建模,得到系统广义惯性力和广义主动力后,利用两者相等的性质完成推导过程。在其基础上,计算叁自由度平台执行机构的运动范围和负载大小。据此进行电动缸型号选择。本文运用运动学控制策略中常用的关节空间控制,控制方法选用PID控制,结果表明这种策略下能够较好地跟随信号,但是因为机构的复杂性,具有一定的耦合。由此形成了利用模态空间控制的方法,在解耦空间内进行控制,以提高系统控制性能的思路。用仿真软件对模态空间控制的控制效果进行分析。设计并搭建了实验样机,利用快速控制原型技术完成Ether CAT网络的通信功能;在实验样机上进行运动学控制策略的验证,同时用扫频信号对系统进行分析,观察响应情况,并得到各个位姿方向的频宽。由于通信的限制,只能完成位置控制实验,无法对模态空间控制效果进行验证。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
杨政,甄子洋,蒋烁莹,江驹[4]（2018）在《近空间可变翼飞行器模态切换自适应控制研究》一文中研究指出针对近空间可变翼飞行器在模态切换时存在参数不确定性的问题,研究了一种基于状态反馈输出跟踪的模型参考自适应控制方法。首先,基于近空间可变翼飞行器的状态方程,设计状态反馈控制器。在此基础上,设计了一种自适应更新律,实时估计控制器参数来消除参数不确定性的影响。仿真结果验证了模型参考自适应控制器的控制效果,以及对模态切换时参数不确定性的抑制能力。(本文来源于《飞行力学》期刊2018年03期）
彭磊[5]（2017）在《广义并联机构低耦合可重构机理与模态空间解耦控制研究》一文中研究指出与串联机构相比,并联机构的承载力高、运动精度高、机构刚度大、误差均化。在隔震、精密指向、运动模拟等诸多领域内并联机构都取得了广泛的应用。对并联机构的解耦研究至关重要。解耦研究可从结构解耦设计及控制策略研究两方面进行入手,本文研究机构构型由复合单叶双曲面描述的广义并联机构,对广义并联机构从解耦设计、结构优化、控制策略到实验验证等方面进行了研究。对广义并联机构构型分类、解耦定义及方法进行论述,基于解耦条件,给出广义并联机构复合解耦算法,该算法能求解广义并联机构沿Z轴平动及转动时构型调整方式,即下铰点调整轨迹,此时机构将保持解耦。据此提出机构可重构机理及全域低耦合思想,为设计全域低耦合广义并联机构提供依据。针对所提出全域低耦合广义并联机构进行结构优化设计,优化指标选择雅可比条件数,基于粒子群算法对全域低耦合广义并联机构进行了结构优化,所得到的机构构型在所限定的情况下条件数最小。进一步对广义并联机构进行全域耦合数值评价,论证可重构机理在设计全域低耦合广义并联机构的有效性。从控制策略上对广义并联机构的解耦控制进行研究。首先对广义并联机构进行模态分析,求解出其模态参数。通过仿真分析,探究机构构型、工作空间及模态控制对机构解耦的共同影响,分析模态控制改善机构解耦的程度。搭建了实验样机,在实验样机上进行了广义并联机构低耦合实验验证,实验分析广义并联机构在不同位置的时域和频域特性,以及比较重构和非重构情况对各自由度价交叉耦合的影响。通过实验验证了重构算法的有效性,证明了基于复合解耦算法的广义并联机构的全域低耦合性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
张东霄[6]（2017）在《基于独立模态空间控制方法的海床式取芯钻机控制系统研究》一文中研究指出随着全球陆地矿产资源的逐渐枯竭,世界各国纷纷将目光投向了广袤的海洋。海洋所蕴藏的巨大储量的矿产资源极有可能打破现有的产业格局,甚至引发能源革命。海底钻探取样是海底矿产资源勘察的重要手段,对于矿产资源勘察和开采均具有重要意义。我国海洋资源理论蕴藏量很大,但探明量很少,海洋勘探尚处于初级阶段,现有的海底勘探取芯技术方法相对简单,深部取芯能力不足,样品质量较差,尤其是面对海底复杂地层的工况条件时,样品采取率极低。因此,为了提高海洋资源开发能力,维护海洋权益,研制性能可靠、稳定的海底钻探取样设备迫在眉睫。海床式取芯钻机作业过程无法进行人工干预,其钻进作业均由控制系统远程控制,因此其控制系统性能的优劣直接决定了海床式取芯钻机的作业效率和作业安全。本文围绕海床式取芯钻机振动控制这一目标,展开了海床式取芯钻机试验模态分析和计算模态分析、控制模型的建立、测控系统的搭建以及上位机软件的编写等方面的工作。(1)查阅了大量的文献资料,归纳整理了现有的国内外海床式取芯钻机的研究现状,包括其性能参数、控制方法以及应用范围等等,分析了现有普通钻机的控制方法和控制策略,分析海床式取芯钻机系统功能特点和控制要求,提出控制策略和方法。(2)对实验室海床式取芯钻机模型样机平台总体结构进行介绍,详细介绍了钻机回转钻进系统和钻具库系统,包括了钻机动力头回转系统、油缸链条倍增给进机构、钻杆库方案和机械手系统。针对海床式取芯钻机钻塔,制定试验模态分析方案,通过弹性绳悬挂方式进行自由状态下的模态试验,通过有限元分析软件对钻塔模型进行自由模态分析,分析结果与试验模态结果进行对比,相互验证。对钻塔施加约束后,利用有限元法分析其约束状态下结构固有模态特性。(3)针对海床式取芯钻机模型样机建立了基于模态滤波器的独立模态空间控制方法理论。独立模态控制控制方法主体可以分为离线数据准备和在线控制两部分。离线数据准备需要采用试验模态技术对所要控制结构进行模态分析,获取其固有模态参数,包括固有频率、阻尼比。同时获取各个测点处的频响函数,求解模态滤波器。在线控制部分需要在结构测点位置布置若干加速度传感器,实时采集各测点加速度信号,根据模态滤波器,将物理加速度与模态加速度进行转换,计算模态控制力和物理控制力。通过实时调整钻进参数,实现对结构模态振动的实时控制。(4)针对所设计通过改变钻压实现对钻机结构模态振动的控制策略,通过有限元分析软件对钻机钻塔进行预应力模态分析,在动力头施加一定大小范围内的载荷,分析其对钻塔结构固有模态的影响。对钻塔进行瞬态动力学分析,分析对动力头施加额外控制力后对结构响应的影响。(5)基于PXI平台搭建海床式取芯钻机测控系统,设计测控系统总体方案。对钻机回转控制系统、钻机给进控制系统和机械手控制系统进行详细设计,对监测系统进行设计,并基于LabVIEW软件编写上位机测控系统软件。本文创新点:(1)本文将试验模态分析技术和有限元模态分析技术相结合对海床式取芯钻机钻塔进行模态实验,分析钻塔的固有模态特性,并提出了通过控制其固有模态来改善钻机实际工作状态下的振动情况。(2)针对海床式取芯钻机,建立了基于模态滤波器的独立模态空间控制方法,通过在一定范围内改变钻压,改变结构固有模态,抑制钻机共振情况。(本文来源于《中国地质大学》期刊2017-05-01）
戴宗杰,叶红玲,尹芳放[7]（2017）在《基于模态空间的压电结构振动主动控制的研究》一文中研究指出本研究对压电智能结构振动主动控制进行理论推导并对单侧布臵压电作动器的简支梁进行数值仿真。应用哈密顿原理建立动力学方程,采用独立模态控制法将各阶模态控制力仅取为同阶模态坐标与同阶模态速度的线性组合。运用MATLAB软件进行编程,对所建模型进行仿真计算。最后,对控制前后的动态响应进行分析,得出相关结论。(本文来源于《北京力学会第二十叁届学术年会会议论文集》期刊2017-01-14）
白金[8]（2016）在《基于耦合模态空间控制方法的结构声主动控制研究》一文中研究指出随着人们生活水平的提高,噪声污染问题越来越受到人们的重视。结构声主动控制(Active Structural Acoustic Control, AS AC)是结构振动噪声控制领域的研究热点之一。它采用次级振源对结构的振动进行控制,进而实现对结构声辐射的控制,其实质是将振动主动控制应用到结构声辐射控制中。因此,振动主动控制的研究与结构声主动控制的研究密切相关。振动主动控制领域中的耦合模态空间控制(Dependent Modal Space Control, DMSC)方法,可以实现对结构的部分振动模态的振型、固有频率和阻尼比进行控制,而其它阶振动模态的振型、固有频率和阻尼比不受影响。同时,该方法具有物理意义明确,实施过程简单的特点。本文结合该耦合模态空间控制方法,针对结构的低频声辐射控制提出了两种结构声主动控制方法。方法一采用耦合模态空间控制方法将闭环系统的非零体积速度模态配置成零体积速度模态,方法二采用耦合模态空间控制方法将闭环系统的左特征向量配置成与激励力向量正交的形式。数值仿真表明,本文提出的两种结构声主动控制方法可以有效抑制结构的低频振动声辐射。本文完成的主要研究工作如下：(1)结合弹性力学有限元法理论以及结构动态特性理论,对以Mindlin板弯曲理论为基础建立的有限元模型进行了研究。介绍了结构辐射声功率的近场计算方法,并研究了低频时声辐射模态形状和对称性随频率变化的特点。介绍了耦合模态空间控制方法,以及采用有效独立法选取控制力施加位置的方法。(2)通过声辐射模态与振动模态之间的关系推导出零体积速度弱辐射模态的理论依据。提出了通过耦合模态空间控制方法将结构的非零体积速度模态控制为零体积速度模态的结构声主动控制方法。以矩形简支板为例,进行了基于零体积速度模态配置方法的结构声主动控制仿真。(3)介绍了振动系统的左特征向量,推导了振动系统左特征向量与模态振型之间的关系。提出采用耦合模态空间控制方法将闭环系统的左特征向量配置成与激励力向量正交的形式,来降低结构的低频振动声辐射的方法。以矩形简支板为例,进行了基于左特征向量配置的结构声主动控制仿真。(4)对不同工况下本文提出的两种结构声主动控制方法的声辐射控制效果进行了对比。分别从物理意义和数值仿真结果两方面讨论了两种控制方法的区别和联系。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-06-01）
李维[9]（2016）在《悬臂梁结构振动独立模态空间控制》一文中研究指出解析法、有限元法和实验法是分析结构振动控制的叁种常用的分析方法,本文分别从叁种建模方法入手,研究了压电智能柔性梁的振动控制问题。首先,利用解析法建立了压电智能梁的振动控制模型。基于Euler-Bernoulli(欧拉—伯努利)梁假设,利用达朗贝尔原理微元法推导出了悬臂梁的运动微分方程；采用一维对称分布式压电陶瓷(PZT)作动器,推导出悬臂梁的作动方程；传感器采用电阻应变片,利用应变桥的工作原理推导出悬臂梁的传感方程；引入状态向量,将作动方程和传感方程转化为状态空间方程；采用线性二次型最优(LQR)控制算得最优反馈增益矩阵；基于D优化准则,推导出了传感器的最优布置位置。然后,推导了压电智能梁结构的有限元方程。将电场强度与应变合并组成一个广义的应变,将电位移与应力合并组成一个广义的应力,进而推导出了压电层合板加膜单元的广义本构关系；利用哈密顿原理(Hamilton Principle)得到系统的运动方程；引入状态向量,将运动方程变为状态空间方程。最后,设计了压电智能梁系统的控制实验。利用NI-DAQmx模块,编写了基于LabVIEW-Real Time系统(RTOS)的悬臂梁振动控制实验程序；采用前文设计的最优控制算法,验证了实验结果的有效性；实验结果表明,控制后悬臂梁的振动得到了有效的抑制。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
顾臣风[10]（2016）在《近空间可变翼飞行器多模态切换控制研究》一文中研究指出近空间飞行器(Near Space Vehicle,NSV)工作在20~100km的近空间区域,具有高效费比、长滞空时间、高分辨率、强机动性等优点,因此目前对近空间飞行器的研究工作受到世界各军事强国的高度重视。近空间可变翼飞行器(Near Space Morphing Vehicle,NMV)不仅具有强非线性、激烈快时变、强耦合以及严重不确定性的特点,而且还存在小翼伸缩变化问题,因此对近空间可变翼飞行器各模态的控制以及模态切换控制的研究都是极具挑战性的工作。本文针对近空间可变翼飞行器的非线性模型建立、不同飞行模态以及小翼状态下的飞行控制、不同飞行模态和小翼伸缩变化的切换控制等问题进行研究。具体研究内容如下:首先,根据国内外公布的近空间飞行器的模型的数据,结合可变翼的特点建立具有伸缩小翼的近空间可变翼飞行器非线性模型。由于飞行器飞行环境的复杂多变的特性和不同模态飞行任务的差异,建立了大气环境模型和不同模态的发动机推力模型,并分析飞行器的开环特性,为飞行器的飞行控制和切换控制的研究奠定坚实的基础。其次,由于近空间飞行器飞行包络大,不同飞行模态飞行器的特性和控制要求都具有一定的差异。因此,基于飞行任务的差异和小翼状态对近空间可变翼飞行器的模态进行划分,分析各模态约束条件以及小翼状态对气动力和力矩的影响。考虑到滑模控制方法在处理不确定性问题的优点以及抖振的缺点,针对反馈线性化后的等效模型,提出双幂次趋近律滑模控制方法,并设计爬升和巡航模态的飞行控制器。本文首先从理论上证明双幂次趋近律滑模控制方法的稳定性,然后通过仿真验证证明该方法对不同飞行模态控制的有效性和鲁棒性。然后,考虑到模态切换时飞行状态会发生突变,极易造成飞行器的不稳定。因此,针对近空间可变翼飞行器爬升/巡航模态的切换过程,分析直接切换的控制效果,说明设计切换控制律的必要性。考虑到滑模控制方法具有较好的鲁棒性,提出一种基于惯性环节的双幂次趋近律滑模切换控制算法,通过数值仿真分析该方法与传统的惯性环节切换控制方法的优劣。最后,鉴于本文研究对象的特殊性,分析小翼不同状态对飞行控制的影响,对不同小翼状态下的控制系统进行研究。由于小翼状态的变化导致气动参数的变化,因此将基于惯性环节的双幂次趋近律滑模切换控制算法应用到小翼收回/伸出的切换过程,数值仿真验证说明了该方法具有较好的控制效果以及良好的鲁棒性。综上所述,本文针对近空间可变翼飞行器不同模态的飞行控制、飞行模态的切换以及小翼伸缩切换等问题进行研究,提出一种新型的切换控制算法,保证模态切换过程的稳定和平滑。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
模态空间控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
相较于串联机构,并联机构有运动精度高、承载能力强以及动力性能好等优点,常用作各种环境下的运动模拟器、振动器等。但针对液压并联机构而言,由于其结构特性,使得对并联机构的动力学建模较为困难,而且动力学模型的建模精度也受到影响;除此之外,由于并联机构的强耦合特性和非线性动力特性,使得并联机构各自由度之间的运动耦合发生,严重影响了运动模拟精度,甚至可能会造成系统的不稳定。而工业上常用的PID控制虽然能实现对目标位姿的跟踪,但无法实现对并联机构的解耦控制,仍存在较大的运动耦合。基于以上问题,本文对六自由度并联机构进行了相关的研究工作。首先对并联机构进行运动学和动力学分析,通过Newton-Euler方程,建立了动力学方程,并根据流量方程和液压缸的连续方程,推导了液压系统的传递函数。其次,利用matlab强大的仿真工具,运用SimMechanics第二代建模工具对并联机构的机械系统进行建模,以便进行仿真测试。然后,针对动力学方程参数不准确的问题,提出了动力学线性化辨识模型,并用递推最小二乘法推导了辨识过程,在Simulink中搭建了仿真系统,对参数辨识进行预测力矩与实际力矩的验证,完成了动力学参数辨识的工作。因自由度空间控制相比于关节空间控制,有更优的控制效果,故对并联机构自由度空间下进行了PID控制器的设计,观察到各自由度之间的运动耦合现象。针对并联机构运动耦合的现象,利用振动领域的模态理论,各阶模态之间的相互正交的性质,对并联机构运用模态分析,再将参数辨识应用在基于动力学模型控制的并联机构上,得到更准确的模态转换阵。同时提出了基于自由度空间下的模态计算力矩控制方法,并用该控制器,对并联机构各个自由度进行分别控制,观察各自由度的运动效果。最后,将模态控制的运动效果与传统的自由度空间PID控制效果进行对比,定量定性地分析了模态空间下的控制器的跟踪精度和解耦效果,得出了模态控制器对各自由度之间的耦合现象有所抑制的结论。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
模态空间控制论文参考文献
[1].金珊,郭延宁,李传江.挠性空间结构振动的独立模态空间最优控制方法[J].飞控与探测.2019
[2].龙帅.六自由度并联机构模态空间控制策略研究[D].电子科技大学.2019
[3].俞剑敏.电动叁自由度运动平台分析及模态空间控制[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].杨政,甄子洋,蒋烁莹,江驹.近空间可变翼飞行器模态切换自适应控制研究[J].飞行力学.2018
[5].彭磊.广义并联机构低耦合可重构机理与模态空间解耦控制研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[6].张东霄.基于独立模态空间控制方法的海床式取芯钻机控制系统研究[D].中国地质大学.2017
[7].戴宗杰,叶红玲,尹芳放.基于模态空间的压电结构振动主动控制的研究[C].北京力学会第二十叁届学术年会会议论文集.2017
[8].白金.基于耦合模态空间控制方法的结构声主动控制研究[D].大连理工大学.2016
[9].李维.悬臂梁结构振动独立模态空间控制[D].大连理工大学.2016
[10].顾臣风.近空间可变翼飞行器多模态切换控制研究[D].南京航空航天大学.2016