基于结构声强的振动主动控制及其误差传感器的设计

摘要

该文以弹性力学为基础,推导了梁的结构声强公式.以结构声强为目标函数,对无限长梁和非齐次边界梁进行主动控制研究,给出了不同的误差传感器位置、不同的初级力和控制力之间的位置关系对主动控制效果的影响.与此同时,该文还论述了分别以结构声强和位移为目标函数的控制效果,得到前者更佳的结论.该文在以结构声强为目标函数的条件下,提出了直接给出控制力和初级力之间关系的控制策略.误差传感器是主动控制系统中的关键元件之一,它测量所得信号的精确与否对整个控制效果有很大影响.针对以往主动控制研究中用加速度传感器测量结构声强时存在有限差分误差和附加振动这些不足,该文提出了一种新型的误差传感器—PVDF传感器,用它测量结构声强时不会产生有限差分误差和附加振动.在比较了这两种传感器测量结构声强的结果后,得出结论:PVDF传感器测量结构声强是可行的.

目录

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本人郑重声明

第1章绪论

1.1振动控制概论

1.2振动主动控制的研究和应用

1.2.1基于模态控制的结构主动控制技术

1.2.2基于弹性波的主动控制技术

1.2.3弹性波主动控制的现状和发展

1.3结构声强的研究现状

1.4 PVDF传感器的应用现状

1.5本文的主要内容和组织安排

第2章 梁的结构声强

2.1三维结构声强公式的推导

2.1.1三维结构声强公式的推导

2.1.2两维结构声强公式的推导

2.2一维结构声强计算式的推导

2.3本章小结

第3章无限长梁的主动控制

3.1无限长梁的振动和结构声强

3.2振动主动控制简述

3.3目标函数对主动控制的影响

3.3.1以位移为目标函数的控制力

3.3.2以结构声强为目标函数的控制力

3.3.3数值模拟

3.4其他因素对主动控制效果的影响

3.4.1主动控制效果与力源相对位置的关系

3.4.2主动控制效果与误差传感器位置之间的关系

3.5本章小结

第4章非齐次边界梁的主动控制

4.1非齐次边界梁的振动响应和结构声强

4.2振动问题中的波方法

4.3非齐次边界梁的主动控制

4.3.1以位移为目标函数的控制策略

4.3.2以结构声强为目标函数的控制策略

4.4两端阻尼边界条件梁的主动控制

4.4.1主动控制前后结构声强的比较

4.4.2比较分别以结构声强和位移为目标函数的主动控制

4.5本章小结

第5章PVDF传感器测量梁的结构声强

5.1加速度传感器测量结构声强

5.1.1结构声强测量中的附带问题

5.1.2测量方法中存在的问题

5.2 PVDF传感器的设计

5.2.1 PVDF的测量原理

5.2.2 PVDF传感器形状的设计

5.3试验

5.3.1试验的目的

5.3.2试验的基本模型

5.3.3试验数据的分析和处理

5.4本章小结

第6章结束语

致谢

参考文献

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