78杆空间桁架主动模态试验：控制策略与特性分析

本文主要探讨了主动结构在工程领域的具体应用，特别是在空间桁架模态试验研究中的重要性。研究对象是一个由78根杆构成的空间桁架，它被选为实验模型，目的是研究在引入线性主动结构控制技术后，如何影响其动态性能。该研究得到了国家自然科学基金（项目编号10272087）的支持。 实验中采用了耦合模态空间的二次型最优控制算法，通过压电堆作动器来实现主动控制。这种方法允许精确地调整结构的响应，以改善其模态行为。研究者利用dAPACE半实物物理仿真操作平台进行了一系列实验，包括测量被动桁架的自然模态振型和模态参数，以及在随机激励下的传递函数。通过对比分析，研究发现主动结构由于引入了控制系统，其阻尼特性得到显著增强，特别是靠近压电作动器的杆单元的模态响应受到了抑制，导致主动桁架的模态与被动桁架有明显的差异。 这项工作的重要性在于，它扩展了经典结构动力学的研究范畴，从被动结构转向主动结构，特别是关注了主动控制对结构性能的直接影响。主动结构不仅涉及控制律设计、智能材料的应用，还涉及到传感器和作动器的优化配置，这些都是现代工程领域中的关键课题。主动结构的动态特性，如模态和传递函数，对于评估其性能和设计优化具有重要意义。 此外，文章提到的主动结构研究目前尚处于发展阶段，尽管Premont的研究关注了控制律对零极点的影响，但对结构在实际激励下的力学属性变化的研究相对较少。因此，深入研究主动结构的基本动力学特性，对于提升主动结构的性能和设计效率具有理论和实践价值。这篇论文为理解和优化主动结构在振动控制领域的应用提供了重要的实验依据和技术指导。