汽车运输的路面环境是一种宽带、随机的振动,在运输过程中,运输的产品受到振动和冲击的干扰易产生疲劳损伤,进而影响产品的使用性能。随着科技的不断进步,轻质柔性材料获得了广泛的应用,卫星、火箭和导弹等产品出现了明显的柔性特征,在对此类大型柔性产品进行运输时更容易受到振动与冲击的干扰。为了减小振动和冲击的干扰,需要在运输的产品和车身之间配置合适的隔振装置,被动隔振器得到了广泛的应用。但被动隔振的低频减振效果不明显且适应性差,因此开展车载大型柔性产品的主动隔振具有着重要的理论价值和实际意义。本文将大型柔性产品简单看成为一个刚体及固支在刚体上的柔性梁,与汽车的二自由度模型共同搭建了一个车载刚柔耦合模型,并推导得到车载刚柔耦合系统的动力学方程。分析了柔性梁长度对系统刚柔耦合特性的影响,拟合得到了柔性梁长度与柔性梁模态频率及刚柔耦合系数的关系式。分析了刚柔耦合系数对系统被动隔振性能的影响。本文在不考虑柔性梁附加作动器的情况下,提出了H∞减振控制方案,并转化为H∞标准问题框架进行控制器求解。在考虑柔性梁附加作动器的情况下,提出了组合减振控制方案,针对解耦的刚体子系统设计H∞减振控制器,对柔性梁子系统设计LQR控制器,再基于耦合关系对H∞减振控制器和LQR控制器进行组合,得到组合减振控制器。仿真结果表明了上述两种主动减振方案的有效性。
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