噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 15-20.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

基于扩张状态观测器的压电结构复合滑模振动控制

徐状1，李生权1, 2，李娟1，王书旺1，张路瑶1，陈东雷1   

  1. （ 1. 扬州大学电气与能源动力工程学院，江苏扬州225127；
    2. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016 ）
  • 收稿日期:2021-12-09 修回日期:2022-02-21 出版日期:2023-04-18 发布日期:2023-04-18

Composite Sliding Mode Vibration Control for a Piezoelectric Structure Based on Extended State Observer

  • Received:2021-12-09 Revised:2022-02-21 Online:2023-04-18 Published:2023-04-18

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摘要： 针对压电固支板振动系统的模型不确定、高次谐波和外部激励等干扰问题，设计出一种基于线性扩张状态观测器与滑模控制的复合振动主动控制策略。首先，基于辅助变量法建立压电固支板结构的数学模型，进而设计线性扩张状态观测器对系统状态变量与总干扰进行实时估计，再通过前馈通道补偿的方式，抵消模型误差、外界激励等干扰对系统的影响；然后,基于估计值设计滑模控制器，利用较小的切换项增益抑制观测器的估计误差，从而降低滑模控制的抖振，并利用李雅普诺夫稳定判据准则分析所提振动控制系统的全局稳定性。最后，基于NI-PCIe6343 采集系统，搭建振动控制实验平台，并对设计的复合振动主动控制策略进行实验。实验验证结果表明，所提振动控制策略对压电固支板的振动幅值降低87.5 %，具有较强的抗干扰能力且对压电固支板的振动抑制性能良好。

关键词: 振动与波, 压电固支板, 线性扩张状态观测器, 滑模控制, 振动主动控制