中心刚体-柔性梁系统的最优跟踪控制

摘要

对考虑阻尼影响的中心刚体-柔性梁系统的动力特性和主动控制进行研究.研究中考虑了3种动力学模型:一次近似耦合模型、一次近似简化模型和线性化模型.一次近似模型中同时考虑了柔性梁的轴向变形和横向变形.若在一次近似耦合模型中忽略轴向变形的影响,则可得出一次近似简化模型.线性化模型是对一次近似简化模型的线性化处理.另外研究中考虑了3种阻尼因素:结构阻尼、风阻、中心刚体轴承处的阻尼.控制设计采用最优跟踪控制方法.给出了从物理测量中提取模态坐标的滤波器方法.研究结果显示,一次近似简化模型能够有效地对系统的动力学行为进行描述;阻尼对系统的动力学特性有着重要影响;当系统大范围运动为低速时,模态滤波器能够较好地提取出控制律所需的模态坐标,最优跟踪控制方法能够使得系统跟踪所期望的运动轨迹,并且柔性梁的弹性振动可得到抑制.