用SMA主动控制转子振动的研究

摘要

该文利用形状记忆合金对转子系统振动的主动控制进行了研究.1）首先给出了SMA的本构模型,建立了具有形状记忆合金控制器的转子系统的动力学方程.运用非线性理论和运动稳定性理论研究转子系统在非定常状态（升降速过程）的非线性动力学行为,求出了系统在主共振时的二阶非线性近似解和系统振幅的跳跃区间的表达式;讨论了系统的稳定性条件,获得系统发生分岔时系统参数之间的关系;运用现代非线性动力学分岔理论研究了系统在非自治状态下的分岔行为;提出了用形状记忆合金控制器结合挤压油膜阻尼器降低系统在升降速过程中最大振幅,并探讨了加装挤压油膜阻尼器后系统动力学特性的变化.最后通过仿真验证了改进后的系统振动抑制效果.2）根据SMA模型,建立了形状记忆合金弹簧的动力学和热力学模型;设计了温度给定曲线,建立对SMA的温度进行控制的闭环系统,使系统输出跟踪给定输入;提出采用SMA弹簧恢复力抵消转子不平衡力的方法,设计了模糊控制系统,给出了温度和加热电流功率的成员函数以及控制法则表.最后在附录中给出了SMA弹簧的设计算例以及SMA的疲劳特性.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

§1.1课题背景及意义

§1.2形状记忆合金简介

§1.3国内外转子振动控制研究现状和存在的主要问题

§1.4本课题的研究内容

第二章 SMA控制器模型的建立

§2.1 SMA模型简介

§2.2带有SMA元件的转子系统模型

§2.3小结

第三章 转子系统的非线性动力学分析

§3.1系统的近似解和稳定性

§3.2分岔理论分析基础

§3.3转子系统的分岔现象

§3.4小结

第四章 转子系统的主动控制

§4.1变刚度控制的研究

§4.2用SMA弹簧主动控制转子振动

§4.3用形状记忆合金模糊控制转子振动

§4.4梯度算法在转子时变控制中的应用

§4.5小结

总结

附录

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的论文

致谢