1、近年來，振動主動控制在航空航天、船舶、汽年等工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，振動及振動主動控制的理論也已經(jīng)基本成熟。但是，具體的工程應(yīng)用仍然存在許多問題亟待解決。航天結(jié)構(gòu)同益大型化、低剛度與柔性化，而大型柔性結(jié)構(gòu)具有柔性大、低頻模態(tài)密集、模態(tài)耦合程度高等特點(diǎn)，振動控制比較困難。另一方面，主動吸振和隔振技術(shù)在船舶工程的減振降噪方面發(fā)揮越來越重要的作用，但存存減振性能低、能耗大等缺陷，因此，研究新犁主動吸振和隔振技術(shù)具有重要的理論和工程應(yīng)用價

2、值。 本文圍繞航空航大中的結(jié)構(gòu)振動控制以及船舶的減振降噪中涉及的一些重要問題開展理論研究。主要包括密頻結(jié)構(gòu)的振動主動控制、主動吸振技術(shù)、主動隔振技術(shù)三個方面，具體內(nèi)容如下。 1.密頻結(jié)構(gòu)的振動主動控制方面迄今為止，密頻結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究土要集中在具有兩個密集頻率的結(jié)構(gòu)，而實(shí)際的大型柔性結(jié)構(gòu)通常有一簇密集頻率，這些頻率在低頻段連續(xù)分布。本文針對典型的連續(xù)密頻結(jié)構(gòu)，即三自由度密頻結(jié)構(gòu)，采用單輸入反饋摔制，研究了頻率間隔、結(jié)構(gòu)不確

3、定參數(shù)對控制效果的影響。研究表明，頻率間隔是影響控制效果的重要參數(shù)，單控制輸入僅能控制密集頻率對應(yīng)的模態(tài)中的一個，而其余密集頻率對應(yīng)的模態(tài)隨著控制增益的增大會趨于不可控。當(dāng)?shù)刃芗瘏?shù)較小時，模態(tài)對參數(shù)敏感，不確定參數(shù)的稍微變化能使模態(tài)產(chǎn)牛很大的變化。另外，所有模態(tài)阻尼之和只與控制增益相關(guān)，隨控制增益的增加而線性增加。 針對典型的密頻結(jié)構(gòu)，研究了不同密頻結(jié)構(gòu)判別方法間的關(guān)系。研究表明，頻率密集度計(jì)算簡單，并且能夠反映密頻結(jié)構(gòu)的特

4、征，即振型對系統(tǒng)參數(shù)攝動敏感，是一種簡單有效的密頻結(jié)構(gòu)判別方法。通過分析攝動參數(shù)對模態(tài)振型的影響，給出了密頻結(jié)構(gòu)控制存在困難的物理解釋，即其困難在于振型對系統(tǒng)攝動敏感，而這種敏感源于系統(tǒng)存在弱耦合。為改進(jìn)密頻結(jié)構(gòu)的控制，提出了增強(qiáng)耦合型控制方法。利用典型密頻結(jié)構(gòu)算例驗(yàn)證了該方法的有效性，即能夠?qū)崿F(xiàn)以較少的作動器控制較多的模態(tài)。 2．主動吸振技術(shù)方面在自適應(yīng)被動吸振器性能分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新型自適應(yīng)共振吸振器(AARA)，并

5、申請了發(fā)明專利。AARA可以看作自適應(yīng)被動吸振器(APVA)和主動共振吸振器(ARA)的集成，具備這兩者的優(yōu)點(diǎn)，如低能耗、寬頻帶高效減振和失效安全等。針對課題組建立的吸振器評估實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，首先建立了該系統(tǒng)的動力學(xué)模型，進(jìn)而對課題組設(shè)計(jì)的機(jī)械自調(diào)諧式吸振器的減振性能進(jìn)行了理淪預(yù)報(bào)，理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果符合得很好。 在多頻激勵下吸振器的調(diào)諧策略方面，對單吸振器、雙吸振器和狀態(tài)切換吸振器(SSA)的性能進(jìn)行了比較。提出了適用于多頻激勵的一對

6、一頻率調(diào)諧方法，并與最優(yōu)化頻率調(diào)諧方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，兩者具有幾乎相同的性能，而一對一方法不需要耗時的尋優(yōu)過程，并且一對一方法很容易擴(kuò)展到激勵含有更多頻率分量的情況。 3．主動隔振技術(shù)方面針對犖．層隔振系統(tǒng)，分析了主動隔振存在的主要問題，在主動隔振的控制策略、隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩個方面提出了一些改進(jìn)措施。主動隔振存在加劇隔振對象的振動、控制增益大等缺陷。為降低控制增益，提出一種改進(jìn)的主動隔振系統(tǒng)，能有效降低反饋增益，但卻以增加作

7、動器的行程為代價，而作動器的行程和控制力均是隔振對象振幅的函數(shù)。為了克服上述缺陷，提出主動隔振與動力吸振器聯(lián)合減振策略。動力吸振器可有效降低隔振對象的振幅，從而能夠減少摔制力和作動器的行程，成功地避免了反饋增益和作動器行程之間的矛盾。該策略能夠很好地克服傳統(tǒng)主動隔振系統(tǒng)中存在的惡化隔振對象的振幅、控制增益人的缺點(diǎn)，是一種能夠有效提高主動隔振系統(tǒng)性能的方法。 把吸振器引入到浮筏隔振系統(tǒng)，研究了單頻、多頻激勵下吸振器的優(yōu)化配置和控制

8、策略，為工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。研究表明，吸振器能顯著改善浮筏的隔振性能，吸振器的配置方式對結(jié)果影響較大，而且應(yīng)該根據(jù)激勵頻率的情況選擇合適的配置方式。 提出一種隔振系統(tǒng)評價指標(biāo)，即功率流傳遞率，其定義為傳遞到基礎(chǔ)的功率流與輸入到隔振對象的功率流之比?；诤唵胃粽裣到y(tǒng)，分別采用理論分析和數(shù)值模擬研究了功率流傳遞率與其它性能指標(biāo)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，有效比能夠直接地反映隔振器的有效性，但不能反映隔振系統(tǒng)整體的響應(yīng)特性。功率流傳遞率