陈春强，陈前(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016)



电流变夹层板滑模振动控制

陈春强，陈前
(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016)

摘要：为实现板结构振动控制，基于滑动模态控制思想，设计适用于电流变夹层结构的变刚度控制器，并且推导两类控制律——滑模控制律和简化的开关控制律。先将电流变液处理为可控黏弹性材料，基于Hamilton原理建立电流变夹层板有限元模型。设计滑模控制器时，首先将系统变换到模态空间，然后利用LQR最优控制理论设计控制面函数，设计电流变夹层板的滑模控制器，最后给出两个近似的半主动控制律。对悬臂电流变夹层板进行仿真分析，设计的滑模控制器能显著降低电流变夹层板振动水平，均方根降幅达到88.23%，取得明显优于被动控制的减振效果，体现电流变夹层结构在板结构振动控制应用中的前景。

关键词：振动与波；电流变液夹层板；有限元法；滑模控制；半主动控制

航天领域的太阳帆板、大型桁条、空间壁板等结构，因为柔性大、结构阻尼小的原因，扰动可能引发长时间、大幅度的振动，从而影响器件的工作性能，甚至结构安全，除了采用被动的阻尼技术，半主动的振动控制手段也是值得关注的。电流变夹层结构(Electrorheological sandwich structure，ER夹层)是一种用于振动控制的新型智能结构，可直接布置在梁、板等结构上，配合合适的控制算法还能实现智能振动控制，能在较小的能量代价下具有优越的减振、降噪性能。……