《基於慣容的無源機械零極點配置與半主動控制》是依託河海大學，由胡銀龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於慣容的無源機械零極點配置與半主動控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡銀龍
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
慣容是本世紀初提出的一種新型機械元件，已成功套用在一級方程式賽車懸架系統等多類機械系統中，受到了學術界和工業界的廣泛關注。半主動慣容是申請人在改進已有慣容中參數不可線上調節問題後提出的一種新型半主動器件。本項目針對已有研究中基於慣容的無源控制以及基於半主動慣容的半主動控制在理論與套用方面的不足，研究含慣容和半主動慣容的機械系統設計與控制問題。主要研究以下內容：1.基於慣容的無源機械系統零極點配置問題，給出極點任意配置的充分必要條件和零點配置的充分條件；2.半主動慣容建模與非線性控制問題，建立半主動慣容的非線性模型、虛擬樣機和物理原型；3.慣容和半主動慣容在房屋減振系統和懸架系統中的套用問題，分別給出基於零極點配置和非線性控制的設計方法。項目預期成果將為無源和半主動控制理論的發展起到推動作用，為機械系統控制提供低能耗、低成本、高可靠性和高性能的控制手段，有著重要的理論和實際意義。
結題摘要
作為一種新型無源機械元件，慣容已經成功套用於各類機械控制系統中，相關的研究問題已經受到了學術界和工業界的廣泛關注。基於慣容的機械振動控制系統設計也為經典的無源網路綜合理論、無源控制理論等提出了新的挑戰。半主動慣容是近期提出的一種半主動器件，是對慣容在半主動控制中的拓展。本項目圍繞慣容和半主動慣容的系統設計與套用問題展開，重點研究了基於慣容的固有頻率配置問題、慣容和半主動慣容在各類機械系統如風力機系統和懸架系統中的套用問題等問題。在基於慣容的固有頻率配置問題中，本研究分析了一類彈簧質量系統固有頻率特點，給出了基於慣容進行固有頻率配置的充分必要條件。該研究結果對含慣容系統的固有頻率配置問題進行創新性分析，所得理論結果可直接推廣到其他類型機械系統中，為含慣容系統的控制奠定了理論基礎。針對半主動慣容控制問題，研究了基於天棚慣容理念的懸架系統設計方法，給出了半主動慣容模擬天棚慣容的三種控制策略，並通過仿真實驗證實了有效性。其中分析慣容非線性對懸架系統性能的影響。研究了基於慣容的海上風力機無源結構控制問題，提出了一種時間效率較高的參數最佳化方法，並通過貼近實際的仿真軟體證實了慣容的優勢。研究了低複雜度無源懸架系統設計問題，給出了一階、二階和三階導納函式作為無源懸架時的最優性能和最優實現結構。該成果對含慣容的低複雜度懸架系統設計問題進行了全面的總結。
