基于超螺旋滑模变结构控制的R-AMD系统研究

发布时间：2020-06-10 14:35

【摘要】：目前,主动控制技术是结构振动控制领域中的研究热点之一,其涉及到结构工程、机械工程、控制工程等学科,是一个多学科交叉的前沿领域。针对主动质量阻尼器所存在的高能耗、占用空间大、维护成本高等问题,本文基于旋转激励主动质量阻尼器(Rotating-Active Mass Damper,R-AMD),针对R-AMD单自由度(Rotating-Active Mass Damper/Single Degree of Freedom,R-AMD/SDOF)结构耦合系统,开展了结构减振控制系统设计工作。首先,基于拉格朗日方程,分别建立了双转子对转和单转子R-AMD/SDOF结构耦合系统的动力学模型,证明其数学模型之间的等价特性;同时,基于全局坐标变换,将系统转换为严格反馈级联规范型,以降低系统非线性程度,便于系统控制器设计。其次,对R-AMD/SDOF结构耦合系统特性进行分析;针对系统的欠驱动特性,设计了一种超螺旋滑模变结构控制器,证明了控制算法的稳定性;该控制算法可调参量少,结构简单,易于实际工程应用;通过数字仿真证明了控制算法的有效性和鲁棒性。最后,搭建了R-AMD控制系统的半实物仿真平台,基于dSPACE系统、无刷直流电机等部件的组合与软件编制,证明了所提及设计思想与控制算法的有效性。本文基于数字仿真与半实物仿真实验证明了“超螺旋滑模变结构控制器”的有效性,以及“收敛速度快、转矩需求低、鲁棒性好”等良好性能;R-AMD系统对于单层框架结构振动具有明显抑制作用。本文所涉及的“超螺旋滑模控制算法”,对于一类欠驱动系统控制问题与土木结构振动控制问题具有一定的实际意义。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.1

【参考文献】

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本文编号：2706429