机械振动控制

2024年秋
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教学计划
课时数 0课时
授课语言
累计选课人数 19人
课程介绍

      本课程主要介绍控制理论在机械振动系统中的应用,即机械振动的主动控制问题,属于振动理论和现代控制理论的交叉学科。由于振动理论主要基于二阶微分方程进行建模及响应分析,而现代控制理论主要基于一阶状态方程展开,二者的脱节增加了理解的难度。为了增加内容的协调性,本课程将振动理论的主要内容在状态方程下展开。首先介绍振动系统的建模方法,这是振动控制的基础;然后对确定性激励、随机激励下线性、非线性系统的响应特性及系统的稳定性等进行介绍,并对系统的可控性、可观性、状态反馈、极点配置及状态观测器等问题进行讨论在此基础上介绍了确定性系统的最优控制、模态控制、H 控制及控制系统的硬件设备等,并对系统的随机最优控制问题进行讨论。本课程注重将理论与工程应用相结合,并将新的科研成果、现代软件技术等融入课程

 

课程目标
  • 通过本课程的学习,希望达到以下目标: (1)掌握机械系统振动问题的一般建模方法,能将二阶微分方程表示的系统振动方程改用一阶状态方程表示; (2)掌握线性系统、非线性系统在不同激励下振动响应及稳定性分析方法; (3)正确理解可控性、可观性的定义及判据,了解可控标准型、可观标准型及可控可观性与传递函数矩阵之间的关系; (4)正确理解状态反馈、输出反馈及前馈控制的定义,理解前馈控制、反馈控制的优缺点; (5)掌握单输入、多输入系统的极点配置方法,掌握全维状态观测器、降维状态观测器及带状态观测器的状态反馈系统的设计方法;(6)掌握最优控制问题的三种经典方法:变分法、极小值原理及动态规划法,掌握线性二次型最优控制、瞬时最优控制方法; (7)掌握H_∞控制、模态控制及自适应控制方法等,了解控制系统的主要硬件设备:传感器、控制器及作动器等; (8)理解分离定理、卡尔曼滤波等概念,掌握线性振动系统的随机状态反馈调节器、随机输出反馈调节器问题。
适合人群
  • 机械、力学、交通、土木、航空航天及控制类专业的研究生

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