空間結構動力學等效建模與控制

目錄
前言
第1章 桁架結構動力學等效建模 1
1.1 周期桁架單元力學模型 1
1.2 周期桁架單元等效方法 4
1.3 等效環(huán)形梁模型 7
1.4 等效圓環(huán)模型 9
1.4.1 等效圓環(huán)運動方程 9
1.4.2 無約束圓環(huán)固有振動 12
1.4.3 含約束圓環(huán)固有振動 14
1.5 算例 19
1.5.1 無約束環(huán)形桁架結構 19
1.5.2 含約束環(huán)形桁架結構 24
第2章 索網(wǎng)結構動力學等效建模 27
2.1 拋物面索網(wǎng)結構找形分析 27
2.1.1 索網(wǎng)結構力密度法 28
2.1.2 等力密度法索網(wǎng)結構找形 30
2.2 拋物面索網(wǎng)結構動力學等效 31
2.2.1 索網(wǎng)結構與薄膜等效 31
2.2.2 拋物面薄膜的能量 32
2.2.3 拋物面索網(wǎng)的能量 34
2.2.4 動力學等效方法 35
2.3 算例 35
第3章 充氣拋物面薄膜結構動力學建模 42
3.1 拋物面薄膜動力學模型 42
3.2 拋物面薄膜非線性振動方程 43
3.2.1 薄膜非線性振動方程 43
3.2.2 薄膜非線性振動方程的簡化 47
3.3 充氣拋物面薄膜自由振動 50
3.3.1 拋物面薄膜動態(tài)響應 50
3.3.2 周邊固定拋物面薄膜固有振動 54
3.4 算例 55
3.5 充氣拋物面薄膜反射器的動態(tài)特性 59
3.5.1 拋物面薄膜反射器力學模型 59
3.5.2 薄膜與圓環(huán)之間的相互作用 60
3.5.3 拋物面薄膜反射器固有振動 62
3.5.4 算例 64
第4章 空間環(huán)形桁架結構熱致振動 69
4.1 坐標系及坐標變換 69
4.2 熱流計算 70
4.2.1 太陽輻射 71
4.2.2 地球紅外輻射 72
4.2.3 地球反射輻射 73
4.2.4 單元間熱傳導 73
4.2.5 單元對外輻射 73
4.3 算例 73
4.4 熱致振動 80
4.4.1 Fourier溫度桿單元 80
4.4.2 梁的熱致振動 84
4.4.3 桁架的熱致振動 87
4.5 熱致振動的穩(wěn)定性 92
4.5.1 梁的熱致振動 92
4.5.2 圓環(huán)的熱致振動 100
第5章 環(huán)形索網(wǎng)結構振動主動控制 108
5.1 索網(wǎng)結構動力學模型 108
5.1.1 索單元有限元模型 108
5.1.2 索網(wǎng)結構動力學建模 111
5.2 作動器/傳感器數(shù)目優(yōu)化 111
5.2.1 復合優(yōu)化準則 111
5.2.2 優(yōu)化配置遺傳算法 114
5.2.3 字典序排列組合編碼 115
5.3 算例 117
5.4 基于優(yōu)化位置的索網(wǎng)主動控制 121
5.4.1 二次型Gauss*優(yōu)控制 121
5.4.2 拉線控制 126
第6章 基于分布參數(shù)的空間結構*優(yōu)控制 129
6.1 控制系統(tǒng)構成及數(shù)學模型 129
6.2 線性二次型*優(yōu)控制 131
6.3 環(huán)形結構*優(yōu)控制 133
6.3.1 固支圓環(huán)面內(nèi)振動方程 133
6.3.2 圓環(huán)的狀態(tài)空間模型 135
6.3.3 圓環(huán)振動*優(yōu)控制 137
6.3.4 算例 139
6.4 狀態(tài)觀測器設計 145
6.4.1 無窮維Kalman濾波器 145
6.4.2 算例 147
第7章 空間結構與控制力矩陀螺耦合問題 153
7.1 柔性結構動力學離散建模 153
7.2 變形耦合結構動力學建模 155
7.2.1 柔性單元執(zhí)行機構動力學模型 155
7.2.2 三維變形耦合結構單元 158
7.2.3 算例 161
7.3 振動耦合效應分析 165
7.4 耦合效應對固有頻率的影響 167
7.5 耦合效應對固有振型的影響 169
7.6 電磁隔振 170
參考文獻 174