柴油機振動主動控制系統(tǒng)控制器

振動主動控制系統(tǒng)控制器主要是基于告訴ADC、DAC和FPGA與高性能DSP來實現(xiàn)信號ADC轉(zhuǎn)換、處理、回放，高速ADC多通道同步采集前端傳感器模擬信號，通過電路進行數(shù)字量化后通過高速串行總線SRIO傳輸給TMS320 C6678多核DSP高速處理，將處理后的數(shù)據(jù)調(diào)制輸出給系統(tǒng)平臺使用。

40通道ADC與32CH DAC模擬輸入輸出；ADC標(biāo)稱有效位16bit；ADC采樣頻率不低于3Ksps；背板與DSP數(shù)據(jù)通信速率為3.125Gbps；支持兩個AD/DA板同步采集與回放；2.25GHz高性能多核處理器TMS320C6678,每片外掛1GB DDR3存儲器；SRIO可配置成3.125Gbps；對外1路千兆網(wǎng)接口。

第1章 緒論

1.1 振動主動控制概述

1.2 振動主動控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展

1.3 精密隔振技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

第2章 振動系統(tǒng)建模

2.1 振動系統(tǒng)建模概述

2.1.1 振動系統(tǒng)建模的基本概念

2.1.2 描述振動系統(tǒng)的方法

2.2 振動系統(tǒng)建模

2.2.1 單自由度振動系統(tǒng)

2.2.2 多自由度振動系統(tǒng)

2.2.3 彈性體系統(tǒng)

2.2.4 非線性系統(tǒng)

2.3 微制造平臺主動隔振系統(tǒng)

2.3.1 微制造平臺隔振系統(tǒng)仿生原理設(shè)計

2.3.2 微制造平臺主動隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.3.3 微制造平臺主動隔振系統(tǒng)振動模型及其動力學(xué)方程

2.4 空氣彈簧及其振動模型

2.5 實驗?zāi)B(tài)分析

第3章 振動主動控制系統(tǒng)的動力學(xué)分析

3.1 致動器與傳感器的優(yōu)化配置

3.1.1 致動器的優(yōu)化配置

3.1.2 傳感器的優(yōu)化配置

3.2 雙層隔振系統(tǒng)致動器安裝方式合理性分析

3.2.1 致動器僅作用于隔振對象時的動力學(xué)分析

3.2.2 致動器安裝于中間質(zhì)量與基礎(chǔ)之間時的動力學(xué)分析

3.2.3 致動器安裝于隔振對象與中間質(zhì)量之間時的動力學(xué)分析

3.3 精密隔振系統(tǒng)的振動傳遞率

3.3.1 單個干擾作用下的振動傳遞率

3.3.2 復(fù)雜激勵環(huán)境下的振動傳遞率

3.4 基于遺傳算法的主動控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化

3.4.1 主動控制系統(tǒng)優(yōu)化模型

3.4.2 基于遺傳算法的主動控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化

3.4.3 主動控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化結(jié)果

第4章 超磁致伸縮致動器

4.1 超磁致伸縮材料

4.2 超磁致伸縮致動器的結(jié)構(gòu)與磁路設(shè)計

4.3 超磁致伸縮致動器電磁特性的有限元分析

4.3.1 平面電磁場邊值問題的有限元法

4.3.2 超磁致伸縮致動器的磁場有限元分析

4.4 超磁致伸縮致動器的工作特性

4.4.1 超磁致伸縮致動器的靜態(tài)特性

4.4.2 超磁致伸縮致動器的動態(tài)特性

4.5 超磁致伸縮致動器的非線性模型與分析

第5章 振動主動控制算法的比較

5.1 PID控制

5.1.1 數(shù)字PID控制

5.1.2 微制造平臺振動的PID控制仿真

5.2 LQG控制

5.2.1 LQG控制模型

5.2.2 微制造平臺振動的LQG控制仿真

5.3 H□控制

5.3.1 H□控制理論

5.3.2 H□控制器的設(shè)計

5.3.3 微制造平臺振動的H□控制仿真

5.4 模糊控制

5.4.1 模糊控制的基本概念

5.4.2 模糊控制器設(shè)計

5.4.3 微制造平臺振動的模糊控制仿真

5.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

5.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型

5.5.2 微制造平臺振動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真

5.6 控制算法的比較

第6章 振動的模糊廣義預(yù)測控制

6.1 廣義預(yù)測控制理論

6.2 改進的自適應(yīng)加權(quán)廣義預(yù)測控制

6.2.1 改進的加權(quán)廣義預(yù)測控制

6.2.2 自適應(yīng)廣義預(yù)測控制直接算法

6.3 模糊廣義預(yù)測控制

6.3.1 模糊廣義預(yù)測控制模型

6.3.2 加權(quán)系數(shù)調(diào)節(jié)器

6.4 振動的模糊廣義預(yù)測控制律的設(shè)計

6.4.1 振動系統(tǒng)運動方程的離散化

6.4.2 振動系統(tǒng)模糊廣義預(yù)測控制律的設(shè)計

6.5 振動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

6.5.1 一步預(yù)測控制的穩(wěn)定性分析

6.5.2 改進型加權(quán)廣義預(yù)測控制的穩(wěn)定性分析

6.6 微制造平臺振動的模糊廣義預(yù)測控制仿真

6.6.1 模糊廣義預(yù)測控制仿真與性能分析

6.6.2 微制造平臺振動的模糊廣義預(yù)測控制仿真

第7章 微制造平臺振動主動控制

7.1 微制造平臺振動主動控制系統(tǒng)

7.2 微制造平臺振動主動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

7.2.1 操作系統(tǒng)與編程語言

7.2.2 振動主動控制軟件的結(jié)構(gòu)組成

7.3 微制造平臺振動控制效果

7.3.1 正弦激勵振動控制

7.3.2 隨機干擾振動控制

第8章 鏜削系統(tǒng)的切削穩(wěn)定性及其顫振控制方法

8.1 鏜削系統(tǒng)的切削穩(wěn)定性分析

8.2 基于主軸變速方法的切削顫振控制機理

8.2.1 主軸變速對切削穩(wěn)定性的影響

8.2.2 主軸變速對切削過程中顫振頻率的影響

8.2.3 主軸變速方法對切削顫振的控制機理

8.3 結(jié)構(gòu)剛度變化對鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

8.3.1 結(jié)構(gòu)剛度變化對鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的復(fù)平面表示

8.3.2 從穩(wěn)定性極限圖上看結(jié)構(gòu)剛度變化對鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

8.3.3 結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)變化對切削顫振控制機理的研究

第9章 磁流變自抑振智能鏜桿的工作機理及其設(shè)計優(yōu)化

9.1 磁流變技術(shù)

9.2 磁流變自抑振智能鏜桿的研制

9.3 磁流變液抑振單元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

9.3.1 磁流變液抑振單元的材料選擇

9.3.2 磁流變液抑振單元的磁路系統(tǒng)建模

9.3.3 磁流變液抑振單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

9.3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的仿真分析

第10章 磁流變自抑振智能鏜桿的動力學(xué)模型

10.1 智能鏜桿中磁流變液材料的動力學(xué)特性與本構(gòu)模型

10.1.1 磁流變液材料的動態(tài)特性區(qū)劃分

10.1.2 磁流變液材料動力學(xué)特性分析

10.1.3 基于Maxwell與Kelvin模型的磁流變液材料本構(gòu)模型

10.1.4 磁流變液材料的動態(tài)本構(gòu)特性分析

10.2 基于Euler-Bellaoulli梁模型的智能鏜桿動力學(xué)特性分析

10.2.1 智能鏜桿屈服前區(qū)的動力學(xué)特性分析

10.2.2 智能鏜桿屈服后區(qū)的動力學(xué)特性分析

10.2.3 智能鏜桿屈服時的臨界條件

10.2.4 智能鏜桿動力學(xué)特性仿真

10.3 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動力學(xué)模型

10.3.1 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動力學(xué)建模

10.3.2 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動力學(xué)模型相關(guān)參數(shù)識別

10.3.3 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動力學(xué)特性仿真

第11章 磁流變自抑振智能鏜桿的控制策略

11.1 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機最優(yōu)控制策略

11.1.1 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機最優(yōu)控制律

11.1.2 受控智能鏜桿系統(tǒng)的響應(yīng)與性能準(zhǔn)則

11.1.3 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機最優(yōu)控制策略的數(shù)值模擬

11.2 智能鏜桿顫振抑制的變剛度控制策略

11.2.1 從能量角度分析變剛度控制策略對鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

11.2.2 變剛度控制策略的固有頻率改變量參數(shù)的優(yōu)選

11.2.3 變剛度控制策略的固有頻率變化波形和頻率參數(shù)的優(yōu)選

第12章 磁流變自抑振智能鏜桿的切削顫振控制實驗

12.1 磁流變自抑振智能鏜桿切削顫振控制實驗平臺

12.1.1 智能鏜桿實驗系統(tǒng)硬件配置

12.1.2 智能鏜桿實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計

12.2 基于非線性隨機最優(yōu)控制策略的顫振實驗

12.2.1 加控制前后切削振動信號的時域和頻域特性分析

12.2.2 非線性隨機最優(yōu)控制策略對顫振預(yù)防的作用

12.2.3 非線性隨機最優(yōu)控制策略的控制效果與效率

12.3 基于變剛度控制策略的顫振實驗

12.3.1 變剛度控制策略的顫振抑制效果實驗

12.3.2 控制信號幅值大小與變化波形優(yōu)選實驗

12.3.3 控制信號變化頻率優(yōu)選實驗

參考文獻

《結(jié)構(gòu)振動主動控制》第一章主要介紹振動主動控制系統(tǒng)的組成、感知材料與傳感元件、驅(qū)動材料與控制裝置及振動主動控制模型研究中的幾個問題。第二章主要介紹單自由度和多自由度系統(tǒng)的振動、非線性系統(tǒng)的動力分析和振動主動控制系統(tǒng)模型。第三章主要介紹目前流行的一些控制方法，包括極點配置法、 線性二次型最優(yōu)控制法、次優(yōu)控制法、能量控制法及預(yù)測控制法。第四章重點介紹一些新的控制方法，如改進的LQG控制法、多點同時最優(yōu)控制法、含任意時滯預(yù)測控制法和分?jǐn)?shù)階控制法。第五章介紹非線性結(jié)構(gòu)振動控制法和基于LMI的魯棒控制法。第六章包含模型降階和基準(zhǔn)建筑物兩部分內(nèi)容：在模型降階部分，重點介紹了近年來出現(xiàn)的線性和非線性模型降階方法；在基準(zhǔn)建筑物部分，詳細(xì)介紹了第三代基準(zhǔn)建筑物模型，并且對基準(zhǔn)程序的使用方法進行了詳細(xì)介紹。

《振動主動控制及應(yīng)用》共12章。第1章介紹振動主動控制的基本概念、國內(nèi)外相關(guān)研究和應(yīng)用情況；第2章分析振動系統(tǒng)建模問題，并以微制造平臺主動隔振系統(tǒng)的建模為例進行了系統(tǒng)深入的分析；第3章分析傳感器與致動器的優(yōu)化配置問題，并對復(fù)雜激勵環(huán)境和致動器不同安裝方式下隔振系統(tǒng)的動力學(xué)特性以及主動控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化等問題進行了深入的探討；第4章分析超磁致伸縮致動器的設(shè)計，并進行了靜態(tài)特性和動態(tài)特性的實驗測試與分析；第5章分析多種控制方法在振動主動控制中的應(yīng)用與振動控制效果；第6章對自適應(yīng)廣義預(yù)測控制算法進行了分析和改進，提出了一種應(yīng)用于振動主動控制的模糊廣義預(yù)測控制方法；第7章構(gòu)建了以工業(yè)PC機為核心的振動主動控制系統(tǒng)，并對有關(guān)理論和控制算法進行了實驗測試和效果分析；第8至第12章對鏜削系統(tǒng)切削穩(wěn)定性與顫振控制方法、磁流變液在鏜削振動控制中的應(yīng)用與磁流變自抑振智能鏜桿系統(tǒng)進行了系統(tǒng)深入的分析和討論。

《振動主動控制及應(yīng)用》內(nèi)容豐富，深入淺出，圖文并茂，既有理論又有應(yīng)用。有關(guān)研究成果可廣闊應(yīng)用于精密制造、精密測量、航空航天、國防軍工等領(lǐng)域中的振動主動控制與精密隔振。《振動主動控制及應(yīng)用》既可作為高等院校有關(guān)專業(yè)高年級學(xué)生、研究生和教師的參考書，也可供在該領(lǐng)域從事研究和實踐的工程技術(shù)人員參考。