發(fā)布時(shí)間：2021-08-07 07:43

　　柔性結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、能耗低、靈活度高、韌性好等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、機(jī)器人、工業(yè)生產(chǎn)、海洋工程等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而,由于其剛性小、柔性大的特性,柔性結(jié)構(gòu)易受到外界環(huán)境的影響產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)。這不僅會(huì)影響系統(tǒng)的工作性能,還會(huì)加速柔性結(jié)構(gòu)的疲勞損壞,降低柔性結(jié)構(gòu)的使用壽命,給系統(tǒng)造成一定的損失。分析柔性機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性,提出一套有效的振動(dòng)控制方法,對(duì)提高系統(tǒng)的工作效率,降低事故發(fā)生率,有著重要的意義。近年來,柔性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制研究是國際控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。本文旨在研究四種具有代表性的實(shí)際柔性系統(tǒng)的振動(dòng)控制問題,即,柔性工業(yè)傳送帶系統(tǒng)、柔性鐵木辛柯機(jī)械臂系統(tǒng)、起重機(jī)系統(tǒng)和錨泊系統(tǒng)。針對(duì)柔性工業(yè)傳送帶系統(tǒng),一類軸向運(yùn)動(dòng)的歐拉伯努利梁結(jié)構(gòu),考慮非線性死區(qū)輸入特性的影響,提出了一種邊界振動(dòng)控制策略,解決了柔性工業(yè)傳送帶結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)問題。針對(duì)參數(shù)不確定的柔性鐵木辛柯機(jī)械臂系統(tǒng),一類轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵木辛柯梁結(jié)構(gòu),考慮輸入輸出約束的影響,結(jié)合擾動(dòng)觀測器提出了一種魯棒自適應(yīng)振動(dòng)控制策略,減小了柔性臂桿形變量以及保證臂桿跟蹤到期望的角度位置。針對(duì)起重機(jī)系統(tǒng),一類二維空間下變長的柔性弦結(jié)構(gòu),考慮輸出約束... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１海洋柔性立管?

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???ｆ?＿釋Ｉ??圖１－１海洋柔性立管?圖１－２浮式海洋風(fēng)力發(fā)電塔??在航空領(lǐng)域中，為了減小飛行器的質(zhì)量，提高有效的飛行負(fù)載，在航空??設(shè)備的制造中采用了大量輕質(zhì)的柔性材料，例如，用于為衛(wèi)星提供運(yùn)行能量??太陽能帆板［１２］。空間站中用于設(shè)備安裝、回收的空間機(jī)械臂，如Ｃａｎｄａｒｍｔ１％如??圖１－３所示），因其輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料以及大的臂桿長度，在空間作業(yè)過程中容??易產(chǎn)生形變，具有典型的柔性特性。另一類在軌服務(wù)設(shè)備——空間繩系機(jī)器??人采用柔性的繩結(jié)構(gòu)來代替機(jī)械臂桿結(jié)構(gòu)，具有更大的操作空間和更高的安??全性［Ｉ４Ｌ［Ｉ５］。在低空飛行領(lǐng)域中，模仿鳥類飛行設(shè)計(jì)的撲翼飛行機(jī)器人的機(jī)翼??結(jié)構(gòu)通常選用柔性材料來減輕機(jī)身的質(zhì)量，如圖１－４所示，來提高系統(tǒng)的飛??行性能。在機(jī)器人的飛行過程中，柔性翼面在與空氣的相互作用下易產(chǎn)生??結(jié)構(gòu)上的形變［｜７］，［｜８］。此外，空中加油機(jī)中的空中輸油管道通常由輕質(zhì)的材料??組成，由于管道的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)以及大跨度結(jié)構(gòu)，也被看作為一類具有撓性的柔??性結(jié)構(gòu)［％［２Ｇ］，以及直升機(jī)中用于救援或運(yùn)輸任務(wù)的懸索系統(tǒng)也是一類常見的??柔性結(jié)構(gòu)［２１］。??ｗ?ｆｌＢＩＢ??圖ｌ－３Ｃａｎａｄａｒｍ空間機(jī)械臂?圖１－４柔性撲翼飛行機(jī)器人??在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，同樣也有很多實(shí)際的系統(tǒng)具有明顯的柔性特性。例??如，建筑工地或海港碼頭用于運(yùn)輸重型貨物的龍門吊車中的鋼纜結(jié)構(gòu)［２２］，【２３］以??及為了減輕臂桿質(zhì)量和降低驅(qū)動(dòng)功率而采用輕質(zhì)材料來提高系統(tǒng)工作性能和??靈活性的柔性機(jī)械臂結(jié)構(gòu)ＰＷＷ％。此外，流水線生產(chǎn)過程中常見的傳送帶結(jié)??－３－??

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]浮式海洋熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主動(dòng)振動(dòng)控制與擾動(dòng)觀測器設(shè)計(jì)[J]. 何修宇,王雪璇,趙哲惟,張爽.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]空間繩系機(jī)器人逼近過程的位姿一體化控制[J]. 胡仄虹,黃攀峰,孟中杰,馬駿.  航空學(xué)報(bào). 2013(11)
[3]面向偏微分方程的連續(xù)反演控制算法綜述[J]. 李曉光,劉金琨.  控制理論與應(yīng)用. 2012(07)
[4]變長度柔性提升系統(tǒng)縱向-橫向受迫耦合振動(dòng)分析[J]. 張鵬,朱昌明,張梁娟.  工程力學(xué). 2008(12)

碩士論文
[1]面向帶輸入輸出約束的柔性機(jī)械臂的控制算法設(shè)計(jì)[D]. 何修宇.電子科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3327379