西安交通大学：《智能结构与振动控制》课程教学课件（讲稿）第1章 绪论 Smart Structures and Vibration Control（主讲：罗亚军）

西安交通大学课程主要特点xi'an jiao tong university新型智能材料振动力学智能结构与振动控制智能结构与器件材料学智能系统电工电子学振动主动控制现代控制理论简单：一个小课题复杂：多学科的系统工程（未来发展的趋势）航天航空学院

10 课程主要特点 简单：一个小课题 复杂：多学科的系统工程 （未来发展的趋势） 智能结构与振动控制 振动力学 材料学 电工电子学 现代控制理论 新型智能 材料 智能结构 与器件 智能 系统 振动主动 控制

西安交通大学课程学习目标xi'anjiaotonguniversity(入门)介绍基本概念(深入）若干关键问题典型应用（掌握）希望相关专业学生能够掌握该门课程的主要思想和基本知识，并在科研活动中能独立开展相应的研究工作。考核方式：·考勤20%·大作业80%Any questions?11航天航空学院

11 考核方式： •考勤 20% •大作业 80% Any questions？ 课程学习目标 ① 介绍基本概念（入门） ② 若干关键问题（深入） ③ 典型应用（掌握） 希望相关专业学生能够掌握该门课程的主要思想和基本知识， 并在科研活动中能独立开展相应的研究工作

西安交通大学课程内容设置xi'an jiao tong university第四章智能结构中的传感材料第一章绪论S 4-1光导纤维传感器件s1-1振动与振动控制S 4-2压电传感材料器件s1-2智能材料与结构s4-3其他新型传感材料S1-3控制系统第五章压电智能结构第二章振动系统建模：简介S5-1S 2-1描述振动系统的放大S 5-2压电本构S 2-2振动建模方法S5-3线性压电作动器S 2-3阻尼S 5-4薄层压电作动器S 2-4模型的缩减S5-5压电传感器第三章智能结构中的驱动元件S 5-6模态滤波器的应用S 3-1功能材料概述第六章压电振动控制技术S 3-2形状记忆材料(合金与聚合物)S6-1压电陶瓷的被动阻尼S3-3介电驱动材料S 6-2主动悬臂梁S 3-4电流变驱动材料S6-3主动桁架结构S3-5磁流变驱动材料S 6-4压电壳结构S6-5压电有限元分析方法12航天航空学院

12 课程内容设置 第一章 绪论 §1-1 振动与振动控制 §1-2 智能材料与结构 §1-3 控制系统 第二章 振动系统建模 §2-1 描述振动系统的放大 §2-2 振动建模方法 §2-3 阻尼 §2-4 模型的缩减 第三章 智能结构中的驱动元件 §3-1 功能材料概述 §3-2 形状记忆材料(合金与聚合物) §3-3 介电驱动材料 §3-4 电流变驱动材料 §3-5 磁流变驱动材料 第四章 智能结构中的传感材料 §4-1 光导纤维传感器件 §4-2 压电传感材料器件 §4-3 其他新型传感材料 第五章 压电智能结构 §5-1 简介 §5-2 压电本构 §5-3 线性压电作动器 §5-4 薄层压电作动器 §5-5 压电传感器 §5-6 模态滤波器的应用 第六章 压电振动控制技术 §6-1 压电陶瓷的被动阻尼 §6-2 主动悬臂梁 §6-3 主动桁架结构 §6-4 压电壳结构 §6-5 压电有限元分析方法

西安交通大学xi'an jiao tong university第七章压电梁的主动控制技术8 7-1梁模型S 7-2本构关系S 7-3Hamilton原理第十章结构噪音的控制s 7-4能量变分S 10-1结构振动的声辐射S 7-5伽辽金法S 10-2噪音传播路径的控制方法S 7-6闭环设计S10-3基于振动模态的噪音源控制方法第八章控制律设计方法S10-4基于声辐射模态的噪音源控制方法S 8-1状态空间方程第十一章超材料和结构设计技术S 8-2PID控制S 11-1超材料和结构简介S8-3线性二次最优控制算器S 11-2声子晶体s8-4鲁棒控制法S11-3局域共振声学超材料S8-5模糊控制S 11-4超表面S8-6其它新方法S11-5工程应用第九章主动隔振技术原理S9-1分类S9-2S9-3完全主动隔振S9-4主动反共振隔振S9-5半主动隔振13航天航空学院

13 第七章 压电梁的主动控制技术 §7-1 梁模型 §7-2 本构关系 §7-3 Hamilton 原理 §7-4 能量变分 §7-5 伽辽金法 §7-6 闭环设计 第八章 控制律设计方法 §8-1 状态空间方程 §8-2 PID控制 §8-3 线性二次最优控制算器 §8-4 鲁棒控制法 §8-5 模糊控制 §8-6 其它新方法 第九章 主动隔振技术 §9-1 原理 §9-2 分类 §9-3 完全主动隔振 §9-4 主动反共振隔振 §9-5 半主动隔振 第十章 结构噪音的控制 §10-1 结构振动的声辐射 §10-2 噪音传播路径的控制方法 §10-3 基于振动模态的噪音源控制方法 §10-4 基于声辐射模态的噪音源控制方法 第十一章超材料和结构设计技术 §11-1 超材料和结构简介 §11-2 声子晶体 §11-3 局域共振声学超材料 §11-4 超表面 §11-5 工程应用

西安交通大学xi'an jiao tong university第一章绪论振动与振动控制√振动√振动控制（传统方法）V振动控制方式智能材料与结构设计智能结构概念智能结构的主要特性／智能结构设计的特点√智能结构的应用及发展前景控制系统V反馈与前馈控制√常见控制律V振动主动控制的基本设计思路14航天航空学院

14 第一章 绪论  振动与振动控制  振动  振动控制（传统方法）  振动控制方式  智能材料与结构设计  智能结构概念  智能结构的主要特性  智能结构设计的特点  智能结构的应用及发展前景  控制系统  反馈与前馈控制  常见控制律  振动主动控制的基本设计思路

西安交通大学s 1-1振动与振动控制一振动xi'an jiao tong university》自然界、工程中、人类生活中存在着状态的循环变化或物体的往复运动——震荡。WN别泪丧生活就像心电图2M帆风顺就证明你挂了AAA15元天航空学院

15  自然界、工程中、人类生活中存在着状态的循环变化或物 体的往复运动——震荡。 §1-1 振动与振动控制—振动

西安交通大学s 1-1振动与振动控制一一振动xi'an jiao tong university振动是一种特殊震荡，在平衡位置有限震荡-oscillation。>机械和结构的振动一机械振动什么是噪声？它与振动的区别与联系？F振动是声音的来源。噪声是声音的一种，生理学将对人体有害或不需要的声音称为噪声。物理学将和谐的声音叫做乐音，不和谐的声音称为噪声。噪声是各种不同频率和不同强度声音无规则的杂乱组合，其波形曲线通常是无规则的。>振动+传声媒质引发噪音+声音传感装置=噪音16航天航空学

16  振动是一种特殊震荡，在平衡位置有限震荡-oscillation。  机械和结构的振动——机械振动 §1-1 振动与振动控制—振动  振动+传声媒质 引发噪音+声音传感装置=噪音 什么是噪声？ 它与振动的区别与联系？ 振动是声音的来源。噪声是声音的一种，生理 学将对人体有害或不需要的声音称为噪声。物 理学将和谐的声音叫做乐音，不和谐的声音称 为噪声。噪声是各种不同频率和不同强度声音 无规则的杂乱组合，其波形曲线通常是无规则 的

西安交通大学s 1-1振动与振动控制一振动xi'anjiaotonguniversity振动的定义：振动是自然界中一种常见现象，属于一种典型的机械运动形式，具有普遍性几乎存在每一个领域！虎门大桥上下颜赖天航空学院金得

振动的定义：振动是自然界中一种常见现象，属于 一种典型的机械运动形式，具有普遍性。 几乎存在每一个领域！ §1-1 振动与振动控制—振动

西安交通大学s 1-1振动与振动控制一振动xi'an jiaotong university>有用振动：振动传输、振动筛、按摩器、打桩机闻邦椿院士提出振动利用工程进料口出料口18航天航空学院

 有用振动：振动传输、振动筛、按摩器、打桩机 闻邦椿院士提出： 振动利用工程 §1-1 振动与振动控制—振动 18

西安交通大学xi'anjiaotonguniversity闻邦椿1930年9月29日出生于浙江杭州，浙江温岭人。机械动力学和工程机械专家、力学教育家，1991年当选为中国科学院院士（“振动利用工程”学学部委员），中国科的开拓者。历任东北工学院机械系助教、讲师、副教授、教授，东北大学工程机械研究所所长。闻邦椿长期从事振动机械理论的研究及新型振动机械的研制工作。19航天航空学院

闻邦椿 1930年9月29日出生于浙江杭州，浙江 温岭人。 机械动力学和工程机械专家、力学教育 家， 1991年当选为中国科学院院士（ 学部委员），中国“振动利用工程”学 科的开拓者。 历任东北工学院机械系助教、讲师、副 教授、教授，东北大学工程机械研究所 所长。 闻邦椿长期从事振动机械理论的研究及 新型振动机械的研制工作。 19