時(shí)滯反饋和軸力作用下彈性梁非線性振動(dòng)

《時(shí)滯反饋和軸力作用下彈性梁非線性振動(dòng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、時(shí)滯反饋和軸力作用下彈性梁非線性振動(dòng)摘要：基于時(shí)滯反饋控制策略及EulerBernoulli梁理論，建立了軸力作用下彈性支座壓電耦合梁的非線性動(dòng)力學(xué)模型.通過模態(tài)分析和線性穩(wěn)定性分析，得到了壓電耦合作用時(shí)滯反饋條件下的系統(tǒng)穩(wěn)定性條件?采用Galerkin方法和非線性振動(dòng)的多尺度法，從理論上推導(dǎo)出時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的分岔響應(yīng)?結(jié)果表明，對于某一確定的時(shí)滯，控制增益的變化可能會(huì)導(dǎo)致周期運(yùn)動(dòng)、擬周期運(yùn)動(dòng)以及混沌運(yùn)動(dòng).關(guān)鍵詞：軸力；EulerBernoulli梁；時(shí)滯反饋控制；穩(wěn)定性；分岔中圖分類號：0322文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A研究者在航空航天、橋梁、建筑和防護(hù)工程等領(lǐng)域，廣泛研究了端部非剛

2、性支承梁的非線性振動(dòng)與控制.通常而言，結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻尼很小，在受到外部干擾時(shí)易產(chǎn)生大幅振動(dòng)，并持續(xù)較長時(shí)間，從而影響結(jié)構(gòu)的正常工作，并可導(dǎo)致疲勞破壞，影響其使用壽命[1-3].壓電材料與結(jié)構(gòu)復(fù)合而構(gòu)成的主動(dòng)控制系統(tǒng)是解決結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題的有效方法，可將其應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測、抗振、抗風(fēng)、安全評定和自適應(yīng)修復(fù)等問題[4-5].然而對于工程的主動(dòng)控制系統(tǒng)，時(shí)滯問題不可避免.其中時(shí)滯有控制系統(tǒng)本身固有的（信號采集、傳輸，控制器的計(jì)算，作動(dòng)器作動(dòng)等），也有外部引入（數(shù)字濾波器的使用等）的?胡海巖和王在華［6］從時(shí)滯動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)、研究方法、動(dòng)力學(xué)熱點(diǎn)問題出發(fā)，對時(shí)滯動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

3、作了綜述；蔡國平、陳龍祥［7-8］研究了時(shí)滯對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，指出主動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)滯存在可利用的價(jià)值；徐鑒等［9］研究了時(shí)滯對控制系統(tǒng)的影響，并指出主動(dòng)控制系統(tǒng)中的時(shí)滯可作為控制和產(chǎn)生復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的控制"開關(guān)"；Masoud和Nayfeh等［10-11］研究了結(jié)構(gòu)振動(dòng)的時(shí)滯輸出反饋控制器設(shè)計(jì)，并利用狀態(tài)時(shí)滯反饋控制起重機(jī)的振動(dòng)問題，對起重機(jī)的振動(dòng)起到了很好的控制效果；Daqaq和Alhazza等［12-13］研究了加速度時(shí)滯反饋?zhàn)饔孟聭冶哿旱姆蔷€性振動(dòng)問題.本文對軸力作用下彈性梁的時(shí)滯反饋控制進(jìn)行研究，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定性條件，得到了時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的分岔響應(yīng)，最后通過算例表明時(shí)滯

4、或控制增益的變化可能導(dǎo)致周期運(yùn)動(dòng)、擬周期運(yùn)動(dòng)等.4結(jié)論本文運(yùn)用加速度時(shí)滯反饋對系統(tǒng)進(jìn)行控制，討論了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及分岔特性，表明時(shí)滯的存在可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，但在穩(wěn)定性區(qū)間內(nèi)，加速度時(shí)滯反饋控制具有良好的效果?因此，我們可以將時(shí)滯或時(shí)滯增益作為控制參數(shù)，不僅控制系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為到簡單的動(dòng)力學(xué)行為，而且可以導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)包括倍周期、擬周期和混沌運(yùn)動(dòng)?同時(shí)，本文中提出的加速度時(shí)滯反饋控制器在實(shí)際中容易實(shí)現(xiàn)，可以為工程振動(dòng)控制研究領(lǐng)域應(yīng)用提供理論基礎(chǔ).參考文獻(xiàn)[1]ANTHONYDK,ELLIOTTSJ.Comparisonoftheeffectivenessofminimi

5、zingcostfunctionparametersforactivecontrolofvibrationalenergytransmissioninalightlydampedstructure[J]?JournalofSoundandVibration,2000,237(2)：223-244.[2]CRESPODASILVAMRM,GLYNNCC.NonlinearflexuralflexuraItorsionaldynamicsofinextensionalbeams?I：equationofmotion[J]?JournalofStructuralMechanic

6、s,1978,6(4)：437-448.[3]CRESOPDASILVAMRM,GLYNNCC.Nonlinearflexuralflexuraltorsionaldynamicsofinextensionalbeams?II：forcedmotions[J]?JournalofStrueturalMechanics,1978,6(4)：449-461?[4]李書進(jìn)，翟偉廉，王軍武.壓電材料智能控制器對框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的主動(dòng)控制[J].地震工程與振動(dòng)控制，2000,20(1)：100-104.[5]HANSangjun.Active/passiveseismiccontr

7、olofstructures[D]?Washington：TheCatholicUniversityofAmerica,2002.[1]胡海巖，王在華.非線性時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J].力學(xué)進(jìn)展，1999,29(4)：501-512.[2]蔡國平.存在時(shí)滯的柔性梁的振動(dòng)主動(dòng)控制[J1.固體力學(xué)學(xué)報(bào)，2004,25(1)：29-34.[3]陳龍祥，蔡國平.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁的時(shí)滯主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究[J]?力學(xué)學(xué)報(bào)，2008,40(10)：520-527.[4]徐鑒，陸啟韶.非自治時(shí)滯反饋控制系統(tǒng)的周期解分岔和混沌[J]?力學(xué)學(xué)報(bào)，2