同置型感知器與致動器的配置在結構控制之研究

Abstract

同置型感知器和致動器應用在結構之振動 控制,可保證閉迴路控制系統穩定,是結構控制 的重要研究方向.CDVFB(Collocated direct velocity feedback)設計是此發展技術最簡單的一種架構. 從實際應用的觀點來看,CDVFB設計,除了滿足穩定性的基本需求外,可降低硬體製作成本及節 省線上時間.然而,感知器和致動器的位置選擇 對CDVFB設計的控制效果影響甚鉅.本計畫將結合 感知器和致動器之配置與CDVFB設計為一整合設 計,藉以提昇控制器的能力.所以,本計畫的研究 重點為,建立一套系統化的結構控制穩定性分 析法則,用以決定同置型感知器和致動器的個 數與位置,保証系統的漸近穩定(Asymoptotically stable);以及建立一個新的控制方法,可同時決定感知器和致動器的位置及增益矩陣,以達到有 效的振動壓制.本計畫所採用的研究方法分別 為:在穩定性分析方面,以二階機械系統動態方 程式為基礎,參考研究結構穩定性分析之相關 文獻所推導的保証系統漸近穩定須滿足的充分 必要條件,加入感知器和致動器的位置變動因 素,藉以推廣至閉迴路控制系統的穩定性分析. 在控制器設計方面,採最佳化控制設計,以機械 系統的能量特性訂定振動量測標準,再從線性 系統滿足漸近穩定其能量隨時間遞減的特性, 建立最佳化判準(Optimization criterion).評估最佳 化判準的適用性,本計畫將以電腦模擬驗證結 構系統上各離散位置的振動壓制效果.