前言

结构的振动不仅影响结构的性能，而且容易造成结构的疲劳破损，所以如何有效地解决工程结构中的振动问题已经变得越来越重要，而传统的结构和控制方法难以满足需求。压电智能结构是在不改变基体结构强度特性的基础上，将压电元件粘贴到基体结构中组成的一种新型智能结构。由于压电元件的引入，使得这种结构不仅同时具有传感和驱动功能，更具有优良的机电耦合特性、质量轻和可靠性等特点，是行之有效的振动控制备选结构之一。但是此种结构具有非线性、难以建立其精确的数学模型和存在多种不确定性模态耦合等特点，并且在实际环境中压电智能板结构由于其受到多重干扰激励的作用，使其成为一个多参数、多变量、内部状态严重耦合的复杂非线性对象，同时在应用场合中还常常面临外部干扰激励、不确定参数摄动、噪声等因素，这些也给结构的振动主动控制带来了很大挑战。因而寻求在实际过程中容易实施、能进一步降低智能结构振动的控制方法成为学者们迫切需要进行研究的课题。

鉴于振动主动控制在各个领域中有着广泛的应用前景及巨大的经济效益，在国家自然科学基金（61773335、51405428、11464031和50075036），江苏省自然科学基金（BK20171289和BK20140490），中国博士后基金（514M560447），新能源电力系统国家重点实验室开放课题（LAPS19003）扬州市优秀青年基金（YZ2017099），江苏省六大人才高峰项目，江苏省高校优势学科建设工程项目（PAPD），扬州大学“十三五”重点项目和扬州大学高端人才（青年拔尖人才），复杂工程系统的测量与控制教育部重点实验室开放课题（MCCSE 2016 A01，MCCSE 2015 A01）等项目资助下，本书以复杂边界条件的压电智能结构为研究对象，论述了复杂压电智能结构动力学与主动抗干扰振动控制。基于压电元件的本构方程，通过模态分析法和有限元分析法等，建立了薄板结构、加筋板结构和悬臂板等几种典型结构的机电耦合模型和状态空间模型，瞄准实际工程中多源干扰引起的振动问题，并对系统各类干扰进行特性分析。在此基础上，研究了复杂结构的压电式和阵列式模态传感器，主动抗干扰振动控制尤其是基于干扰观测器和自抗扰技术的振动控制的基本概念、多模态振动控制器设计、系统稳定系分析、基于混沌理论的参数优化设计、模型补偿振动控制设计、时延补偿和加速度反馈阻尼提高等理论、技术和方法，以及复杂边界条件的压电智能结构振动系统的模态参数测算和基于主动抗干扰策略的压电智能结构多模态振动等实验平台的设计过程、对应的仿真和实验验证结果等内容。

本书注重理论方法的实用化，所提出的各种抗干扰理论均进行了实验验证，具有很强的前瞻性和工程性。可供从事结构振动控制、主动抗干扰控制理论与应用等研究领域的科研人员和工程技术人员阅读，也可以作为高等院校和科研院所控制理论与控制工程、机械动力学等专业的研究生及高年级本科生的参考用书。

压电智能结构的振动主动控制这一研究领域的内容非常广泛，也牵涉到力学、压电学、机械振动、控制等很多学科的内容。本书只是研究了其冰山一角。由于作者的知识水平、研究时间和现有条件的限制，本书的研究工作可能还有许多的不足，恳请各方面专家批评指正。

作者

2018年11月