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目录1

序1

前言1

第1章　导论1

1.1　基本概念2

1.1.1　分类2

1.1.2　控制材料和元件5

1.2　振动控制一体化策略7

1.2.1　全局性问题7

1.2.2　杂交阻尼结构9

1.2.3　主动结构及智能结构11

1.3　研究现状及趋势14

参考文献16

第2章　被控结构建模19

2.1　引言19

2.2　状态空间方程19

2.3　行波动力学模型22

2.3.1　单元模型22

2.3.2　结点散射模型23

2.3.3　系统总体方程24

2.4　非线性动力学系统建模24

2.4.1　几种时域模型25

2.4.2　几种频域模型29

2.4.3　非线性模态理论30

2.4.4　注释32

2.5　时频建模32

2.5.1　非平稳信号的时频分析32

2.5.2　广义骨架线性系统与骨架曲线34

2.5.3　骨架曲线的辨识37

参考文献41

第3章　振动鲁棒控制43

3.1　引言43

3.2.1　结构动力学模型的不确定45

3.2　不确定性建模45

3.2.2　外界激励的不确定47

3.3 H∞振动主动鲁棒控制48

3.3.1 H∞控制基本理论48

3.3.2　频域不确定H∞混合灵敏度设计50

3.3.3　参数不确定H∞主动鲁棒控制设计54

3.4　冲击响应界限控制的L1方法57

3.4.1　数学准备57

3.4.2　冲击响应界限控制问题描述58

3.4.3　与LQR和H∞最优控制的比较64

3.5　关于振动鲁棒控制67

参考文献68

第4章　阻尼材料及阻尼结构71

4.1　引言71

4.2　阻尼材料的动态特性71

4.2.1　阻尼材料的类型71

4.2.2　黏弹性材料的本构关系72

4.2.3　影响黏弹性材料性能的主要因素73

4.2.4 ZN系列阻尼材料及其性能75

4.3　黏-弹性复合结构建模及分析78

4.3.1　标准模型79

4.3.2　分数导数模型81

4.3.3 GHM模型82

4.3.4 ATF/ADF模型82

4.3.5　材料模型参数的拟合83

4.3.6　模型自由度减缩84

4.4　被动阻尼层结构86

4.4.1　自由阻尼层结构86

4.4.2　约束阻尼层结构87

4.5　黏弹性阻尼器93

4.5.1　阻尼器结构和力学模型93

4.5.2　黏弹性阻尼器的理论分析94

4.5.3　阻尼器的设计98

4.5.4　阻尼器的应用99

4.5.5　温度影响101

4.6　可控约束阻尼层板102

4.6.1　基本方程103

4.6.2　方程求解107

4.6.3　其他形式方程108

4.7　主动约束阻尼109

4.7.1　基本方程110

4.7.2　离散化与控制方程111

4.8.1　被动分路阻尼结构112

4.8　压电分路阻尼系统112

4.8.2　半主动分路阻尼结构116

4.8.3　杂交分路阻尼结构118

参考文献119

第5章　组合振动控制122

5.1　引言122

5.2　空间桁架及组合振动控制124

5.2.1　空间桁架124

5.2.2　组合振动控制124

5.2.3　组合桁架125

5.3.1　绝对值模态应变能法128

5.3　组合桁架设计128

5.3.2　模态阻尼比的灵敏度分析130

5.3.3　黏弹性阻尼杆设计130

5.4　组合桁架有限元建模133

5.4.1　压电作动杆单元建模133

5.4.2　黏弹性阻尼杆单元建模133

5.4.3　组合桁架的控制方程135

5.5　被动阻尼对主动控制的影响136

5.5.1　评价函数选取136

5.5.2　试验研究分析137

5.6.1　优化问题建立及求解139

5.6　优化问题139

5.6.2　位置配置指标143

5.6.3　模拟退火算法147

5.6.4　遗传算法151

5.7　阻尼杆和作动杆的位置优化157

5.7.1　黏弹性阻尼杆的位置优化157

5.7.2　压电作动杆的位置优化158

5.7.3　组合控制中主、被动构件的位置优化159

5.7.4　优化算例161

5.7.5　位置优化鲁棒分析162

参考文献162

6.1 引言167

第6章　振动控制中的智能结构167

6.2　智能结构的基本概念168

6.2.1　定义168

6.2.2　主要研究的问题169

6.3　压电主动构件173

6.3.1　结构和设计原理173

6.3.2　压电作动器的实验175

6.4　智能空间桁架结构182

6.4.1　机电耦合有限元模型182

6.4.2　智能桁架结构实验模态建模185

6.4.3　智能桁架结构振动阻尼控制187

6.4.4　应用实例188

6.5　书本式作动器190

6.5.1　结构形式190

6.5.2　作动器位置选择191

6.5.3　作动器控制效果分析192

6.6 MSC/NASTRAN-MATLAB建模过程194

6.6.1　计算公式194

6.6.2　MSC/NASTRAN-MATLAB实现过程195

参考文献196

7.1 引言200

第7章　电流（磁）变技术在振动控制中的应用200

7.2　电流变材料特性201

7.2.1　电流变液201

7.2.2　电流变机理201

7.2.3　电流变液的力学模型204

7.2.4　常用的电流变液205

7.2.5　影响电流变液性能的主要因素207

7.3　电流变阻尼器件210

7.3.1　电流变阻尼器的工作原理210

7.3.2　电流变阻尼器212

7.3.3　电流变阻尼器性能实验214

7.3.4　电流变液阻尼器的力学模型219

7.4　电流变技术在结构振动控制中的应用220

7.4.1　电流变液在夹层结构振动控制中的应用221

7.4.2　电流变阻尼器在转子振动控制中的应用222

7.4.3　电流变阻尼铰在颤振控制中的应用223

7.5　磁流变技术及其在振动控制中的应用224

7.5.1　磁流变液的力学性能225

7.5.2　磁流变阻尼器的设计226

7.5.3　磁流变阻尼器在减振中的应用229

参考文献230

8.1.1　意义和目标232

第8章　长Ⅲ甲火箭仪器舱的一体化振动控制232

8.1　结构和试验项目232

8.1.2　试验项目234

8.2　仪器舱的动力学特性235

8.2.1　对试验结构的预分析235

8.2.2　仪器舱试验边界条件236

8.2.3　整体结构的低频模态测试237

8.2.4　局部模态测试239

8.2.5　整体结构的中、高频模态测试243

8.2.6　有限元模态分析244

8.3.1　仪器安装板的约束阻尼246

8.3　振动控制试验246

8.3.2　黏弹性阻尼器抑制全局模态248

8.3.3　可控约束阻尼层抑制局部模态251

8.3.4　压电堆作动器的应用和H∞控制255

8.3.5　进一步试验研究258

8.4　主、被动一体化振动控制试验平台258

8.4.1　试验平台功能259

8.4.2　实现方式259

参考文献260

索引262