梁的振动主动控制及主动磁约束阻尼技术研究

摘要

振动主动控制技术自20世纪50年代以来已经获得了广泛而深入的研究。混合MCLD方法作为一种新型的控制方法，已经获得不少的理论成果，但实验成果仍显得较为缺乏。 本文首先通过Newmark方法对悬臂梁结构做动力学分析，并使用Matlab模拟计算PID控制下的悬臂梁的振动。一方面本文对PID方法引入了线性搜索的方法使得参数可以在计算中自动优化；另一方面通过对比输入信号、响应信号与理想反馈信号的相位关系，较好地解决了反馈信号滞后引起的控制失效或部分失效的问题。与传统的参数优化算法不同，这样的改进大大降低了优化算法对系统结构的依赖。改进型PID方法在减振效率上有很大的提高。 接着根据计算机控制相关理论，我们设计了一套完整的实验平台进行了多次的实验。我们还根据实际实验效果对数据进行了预处理和后处理，使得PID方法在实际应用中的减振效果更为接近其计算值，同时验证了PID控制算法的有效性。对于单输入单输出振动系统而言，本文设计的控制体系的减振效率最高可达到72.58％，振幅大约可下降42％。 实验研究结果表明，激励频率离共振点越远，减振效率降低得也越快。另外，由于固有误差的存在，较高的采样频率才能获得更好的控制效果，但同时要大大提高了对系统的硬件要求。 然后本文结合国内外在MCLD处理方面的技术进展，简要介绍了MCLD处理悬臂梁的动力分析和减振机理，根据实验研究中的经验，对MCLD处理实验及实用过程中需要解决的问题进行了初步的探讨，以期为后续的研究指出一些正确的考虑方向，减少走弯路的可能。 最后对全文进行了总结，点明改进后算法的优缺点，并指出MCLD处理方法缺乏足够的实验结果是目前理论研究的缺陷所在。大量进行实验，可以为目前的理论研究提供新的思路。