《聲振耦合艙室結構系統的可靠控制設計方法研究》是依託北京航空航天大學，由王曉軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：聲振耦合艙室結構系統的可靠控制設計方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王曉軍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具有聲振耦合特性的封閉艙室結構廣泛存在於軍民用裝備和產品中，外激勵下極易產生強烈的振動和噪聲，主動控制是抑制其振動與噪聲的有效手段。實際工程中，主動控制設計必須使系統具有抵禦不確定性和干擾的能力。傳統魯棒控制雖然可以有效解決系統不確定性問題，但控制系統常常偏於保守，造成系統能耗高並且重量大。本項目擬將現代控制理論與非機率可靠性設計相結合，發展一種能夠減小系統保守性的“可靠控制”技術。以聲振耦合系統的可靠控制為主線，重點研究不確定聲振耦合系統動力學建模與降階方法、聲振耦合系統可靠控制器設計與求解方法及控制系統不確定性綜合最佳化技術。解決聲振耦合系統可靠控制設計過程中面臨的不確定性傳播、基於線性矩陣不等式的可靠控制律求解及多學科不確定綜合最佳化等關鍵科學問題。為聲振耦合結構系統振動和噪聲主動控制提供理論支撐，同時，非機率可靠控制設計也可以對現代控制理論起到“反哺”作用，發展和豐富現有控制理論體系。
結題摘要
具有聲振耦合特性的封閉艙室結構廣泛存在於軍民用裝備和產品中，外激勵下極易產生強烈的振動和噪聲，主動控制是抑制其振動與噪聲的有效手段。實際工程中，主動控制設計必須使系統具有抵禦不確定性和干擾的能力。傳統魯棒控制雖然可以有效解決系統不確定性問題，但控制系統常常偏於保守，造成系統能耗高並且重量大。本項目擬將現代控制理論與非機率可靠性設計相結合，提出了一種能夠減小系統保守性的非機率“可靠控制”技術。本項目完成的主要研究工作包括：（1）建立了被控結構/控制系統耦合的非線性動力學方程，分析了聲振耦合系統的多源不確定性，基於非機率區間理論和非機率貝葉斯理論實現了不確定因素的定源和量化，並發展了非線性不確定系統的降階方法；（2）對受控制系統的區間非機率可靠度度量方法進行了研究，從系統穩定性和系統性能兩方面，提出了基於動力回響的主動控制系統的可靠性分析方法；進而，結合最優控制、PID控制等控制理論，建立了非機率可靠控制的控制律最佳化設計方法；（3）針對控制系統的綜合最佳化，考慮了離散控制元件和分散式控制元件的配置，結合可控性理論和拓撲最佳化理論，建立了控制元件配置的穩健性與可靠性最佳化方法，並提出了面向分散式控制元件的控制系統不確定性綜合最佳化方法；（4）此外，建立了聲振耦合結構系統可靠控制實驗方法，針對智慧型梁結構和飛機彈艙結構進行了主動可靠控制實驗，驗證了提出的聲振耦合艙室結構可靠控制理論和方法的可行性和有效性。本項目解決了聲振耦合系統可靠控制設計過程中面臨的不確定性傳播、基於線性矩陣不等式的可靠控制律求解及多學科不確定綜合最佳化等關鍵科學問題。為聲振耦合結構系統振動和噪聲主動控制提供理論支撐，同時，非機率可靠控制設計也可以對現代控制理論起到“反哺”作用，發展和豐富現有控制理論體系。本項目研究工作成果在國際著名期刊上發表SCI論文35篇，授權發明7項，出版科學出版社專著1部。培養研究生6名。申請軟體著作權1項。
