1.2 非线性振动的控制

根据是否需要外界能源，非线性振动的控制方法可以分为被动控制方法和主动控制方法。

1.被动控制方法

被动控制方法是指在掌握非线性振动动力学行为的前提下，在材料和结构上对系统进行重新设计，选择耗能和储能材料，通过结构设计来改变机构的质量、刚度和阻尼，从而改变系统的固有频率和阻尼比，以达到控制振动的目的。被动控制方法不需要外界能源，在许多场合得到了应用。

2.主动控制方法

主动控制方法可以分为两类：反馈控制方法、前馈控制方法。

1）反馈控制方法

反馈控制方法主要包括线性控制、非线性控制和智能控制。反馈控制通过对振动状态进行在线检测来实时调节执行器的运动轨迹，进而实现振动控制任务。因此，系统稳定性对系统模型误差和外扰动的鲁棒性非常关键。典型的线性控制方法是PID控制（Proportional Integral Derivative Control）。典型的非线性控制方法有滑模控制、自适应控制、鲁棒控制。典型的智能控制方法有模糊控制、人工神经网络控制。

2）前馈控制方法

前馈控制方法通过修改输入命令来产生最小振动效果的最优运动轨迹。 Input Shaping技术是一种典型的前馈控制方法。 Input Shaping技术是将输入命令与一系列脉冲函数进行离散卷积来构造整形后的命令，以驱动机器运动，从而达到抑制振动的目的。这种特定的脉冲函数称作Input Shaper。目前比较常用的Input Shaper有ZV Shaper、ZVD Shaper、 EI Shaper和SI Shaper，被成功应用于桥式起重机、塔式起重机、悬臂起重机、码头起重机、三坐标测量机、飞行器、多种类型机器人、微型铣床、纳米驱动平台和线性步进电机的振动控制。虽然Input Shaping技术对机械系统模型的误差鲁棒性很好，但其不能抑制外扰动引起的振动。 8OoMRq41tWbwD1LRbx9iW4/egeG65CpfnYVqT4pRxzbYdrGigEA6Gl3Gi8O1AR84