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伸展粘弹性梁的动态特性及主动控制

作　者: 牛春燕
导　师: 王忠民
学　校: 西安理工大学
专　业: 工程力学
关键词: 伸展梁粘弹性动态特性主动控制
分类号: O345
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 35次
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内容摘要

航天器上所带的伸展柔性附件的振动直接影响到航天器的姿态运动、指向精度及控制性能，因此伸展柔性附件的振动受到人们的广泛关注。本文在前人研究的基础上，考虑伸展的粘弹性柔性附件，将伸展粘弹性柔性附件模化为伸展粘弹性梁，研究了伸展粘弹性梁的动态特性及主动控制，主要的工作有：(1)首先将伸展粘弹性柔性附件模化为伸展粘弹性梁，运用Hamilton原理建立了伸展粘弹性梁的动力学方程。然后引入Kelvin模型的微分算子，并通过模态函数法，得到伸展粘弹性梁的离散动力学方程。该方程与悬臂梁的动力学方程不同在于，其系数是时变的，且与梁的粘性系数有关。(2)分析了伸展粘弹性梁的动态特性。给出在无载荷情况下，不同的伸展规律对弹性、粘弹性梁动态特性的影响；有载荷情况下，不同的伸展规律对弹性、粘弹性梁动态特性的影响。并对这些情况下的动态特性加以比较分析，讨论了伸展粘弹性梁的稳态响应。结果表明，伸展粘弹性梁振动的稳态振幅很小，即使受到外界的激励作用，梁的残余振动也能得到很好的抑制。(3)分析了时变系数的伸展粘弹性梁动力学方程的可控性，研究了伸展粘弹性梁的主动控制方法。用主动控制中的线性二次型最优控制对伸展粘弹性梁进行了控制仿真。结果表明，采用设计的控制律对伸展粘弹性梁进行控制以后，梁的残余振动得到有效抑制。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-15
  1.1 课题研究背景和意义  7-8
  1.2 伸展梁的振动研究概况  8-11
  1.3 粘弹性材料梁的振动研究概况  11-12
  1.4 梁的控制研究概况  12-14
  1.5 本文研究的主要内容  14-15
2 伸展粘弹性梁的建模  15-22
  2.1 伸展粘弹性梁的建模方法  15-16
  2.2 伸展粘弹性梁的动力学方程  16-20
  2.3 伸展粘弹性梁动力学方程的分析  20
  2.4 本章小结  20-22
3 伸展粘弹性梁的动态特性分析  22-41
  3.1 引言  22
  3.2 模态坐标的选取及数值计算  22-23
  3.3 无外载荷情况下不同伸展规律的伸展弹性、粘弹性梁的动态特性  23-32
    3.3.1 匀速伸展时的动态特性  24-27
    3.3.2 加速伸展时的动态特性  27-30
    3.3.3 指数规律伸展时的动态特性  30-32
  3.4 有外载荷情况下不同伸展规律的伸展弹性、粘弹性梁的动态特性  32-40
    3.4.1 匀速伸展时的动态特性  32-35
    3.4.2 加速伸展时的动态特性  35-38
    3.4.3 指数规律伸展时的动态特性  38-40
  3.5 本章小结  40-41
4 伸展粘弹性梁的可控性分析及主动控制  41-49
  4.1 引言  41
  4.2 伸展粘弹性梁的可控性分析  41-42
  4.3 伸展粘弹性梁的主动控制  42-48
  4.4 本章小结  48-49
5 结论  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

伸展粘弹性梁的动态特性及主动控制

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