多回路扩张观测器助力加筋壁板结构多模态振动主动控制

本文主要探讨了在加筋壁板结构的多模态主动振动控制中遇到的一个关键挑战，即输出叠加和控制输入之间的复杂相互作用。为了克服这个问题，研究者采用了多回路线性扩张状态观测器（multi-LESO）和线性PD反馈控制策略，这种方法旨在设计一个结构模型独立的控制方案。 首先，论文提出将其他模态的输出叠加和控制输入视为广义干扰，这是由加筋壁板结构的非线性和动态特性所导致的复杂效应。线性扩张状态观测器作为核心组件，其作用是实时估计这些难以预测的干扰信号。通过这种估计，观测器能够提供准确的系统状态信息，从而帮助控制器进行补偿，减小对控制性能的影响。 接着，文章强调了对每个独立模态的处理方式，通过独立设计线性PD控制器，每个控制器专门针对一个特定的模态进行优化，以实现更精确的控制。这样，即使在多模态振动下，也能保证各个模态的控制效果相对独立，提高了控制效率和稳定性。 为了验证理论方法的有效性，作者利用dSPACE实时仿真系统搭建了一个四面固支压电加筋壁板结构的主动振动控制实验平台。实验在不同激励情况下进行了多模态线性自抗扰振动控制，结果显示，提出的控制策略能有效抑制由结构前两阶共振频率引发的振动，并且显示出对不确定因素引起的整体波动的良好抑制能力。 这篇论文的重要贡献在于提供了一种创新的、模型无关的控制策略，可以应用于实际工程中的加筋壁板结构，显著提高其振动控制性能，对于提高结构的可靠性和安全性具有重要意义。关键词包括加筋壁板结构、多模态主动振动控制、线性自抗扰控制器、多回路扩张状态观测器以及压电元件，这些都是论文的核心技术词汇，反映了研究的焦点和领域。