[求助]振动系统与ansys

lqchao88

大家好，问个基本的问题

我有个硬件平台，是有关压电悬臂梁振动控制的平台。

我想用ansys软件进行仿真研究，不知行不行？

梁振动了，我用计算机产生一控制信号，让梁不振动。不明之处是：

1用ansys软件建的图形模型与用有限元方法建的动力学模型有何关联或是区别

2加了控制信号后，梁（在ansys假定已有模型了）的振动过程能用ansys仿真出来吗？我想若能仿真的话仿真出的应是振动过程把？就像在matlab中能给出一条过程衰减曲线吗？

3数据采集卡采集的数据以及用算法算出的控制信号（要经数据采集卡加到梁上抑制振动的）与ansys怎么互联，也就是说ansys软件怎么嵌入智能算法？

以上问题，还请大家帮忙，即便您知道一个问题的答案，也请您告知，万分感谢。初学ansys，浅显问题还望包涵。我是学控制的。谢谢。

[ 本帖最后由 xmwhit 于 2007-7-30 19:07 编辑 ]

ll_18301

这个想法很新颖，在国际上也是很创新的领域：分布参数系统的控制。
比如对一块矩形薄板的振动控制，需要建立有限元模型（anasys,patran等），根据有限元模型用现代方法设计控制器（LQG Hinf等），基于有限元方法的控制器设计很有创新性，希望你能继续研究

lqchao88

谢谢您的鼓励。做有限元的控制器设计就是我的毕业设计，当然我会我做下去的。但我是刚开始做这方面，为了作毕设。不过我有信心，当然也需要好心人的指点。
我的看法是，也有法帖后好心人指点的（尤其rodge的指点)：1.有限元用ansys是很好的，但我查找资料，似乎用ansys有限元在掺杂控制器设计模型中应用没有，至少我没找到。关键是控制算法该怎么与ansys关联
2ansys是否与数据采集卡冲突？也就是说他们所做的工作是否重复，我因对ansys软件不熟悉，这点还是很难把握，毕竟我是学控制的。
3我在ansys论坛上发的同样的贴似乎就要被删除了，经rodge说，对于用ansys似乎没讨论的意义了，我也基本同意这种说法，我想我用matlab+VC还是比较适合我。用ansys似乎真的得不偿失。

ll_18301

我也一直困扰在这个地方，不过我的思路与你的有点不同。我的思路大概是：在patran建立弹性体的有限元模性（anasys也没问题），导出刚度、质量及阻尼阵，还有模态，剩下的工作犬在matlab中进行，利用弹性体的有限元二阶系统模型Mx'+cx‘+kx=u，利用模态转化到模态坐标系，进一步又可化为标准型A、B、C、D，在设计控制器仿真。如果要完全仿真，把控制器导入patran或者都导入到adms中仿真。
以上只是我的一个思路，徘徊了20多天才想到的，还得学很多新知识阿，特别是很久没接触力学了。
模型建好了怎么提取刚度阵质量阵：http://forum.vibunion.com/space/html/85/38985-2314.html
                                                http://forum.vibunion.com/forum/archiver/tid-31207.html

[ 本帖最后由 ll_18301 于 2007-8-6 09:23 编辑 ]

lqchao88

是啊，这些有限元软件都是紧贴力学电学，磁学....类，本身的参数设置就是它们专业的术语，有些摸不着头脑，不过，如果想学，相信您一定能学得很好的，祝您好运。
想想我从第一眼看到ansys这个软件的名字，大约也有一个月的时间了，也找了本书亲身实际操练了下，感觉就像是1设置参数就像走迷宫，若书与您电脑安装的ansys版本对头还好，不对头那就真像是：两眼一摸黑，走迷宫。2看别人写的程序，运行一下，感觉实效性很强，心想若自己能编出来，那就牛了。这就是我初学ansys的感受。

非常感谢您提供的思路，这两天一直也没再看ansys了。因为我觉得ansys本身是建模的工具，而我的工作是要编出好的主动控制的控制策略，因而我想放弃ansys。转用matlab+VC+数据采集卡，当然气若时间充裕(毕竟我们上研究生仅两年，过了这个暑假就研二了,还得找工作），我想我会学ansys做点东西。

小弟想问一下您提到的思路：《导出刚度、质量及阻尼阵，还有模态，剩下的工作犬在matlab中进行》这句话。我认为，控制器的设计还是直接作用在方程上的，那么你用有限元建的模型还有用吗。其次，《模态转化到模态坐标系》，我认为没有必要用有限元计算模态，用matlab不能辨识吗，对于振动信号并不仅仅是二阶的，无穷阶。而且模态控制法仅是针对低阶频率效果很好，高频有些勉强（好像从某篇文章中看得）。我刚开始看抑振方面的资料，这些拙见，不要笑话。

[ 本帖最后由 lqchao88 于 2007-8-6 16:01 编辑 ]

ll_18301

弹性几何体的动力学方程都是偏微分PDE的，就是常说的分布参数系统，PDE方程目前是不能直接设计控制器的，都是离散为常微分方程ODE，常用的方法就是有限元或者差分。
你说的辨识很好，它本质上也是就是ODE方程，辨识是与解析的方法对应的，高频性能差很正常，传感器噪声太大，模型不确定性太大，没法提性能。

lqchao88

恩，谢谢。
是啊，分布参数系统得转化为集中参数系统。不过，忘了在那看过说分布参数系统的控制设计可以用PDS(到现在也不知这是啥意思，只记得这三个字母，呵呵），不过较麻烦。

我说一下我的研究平台的工作原理吧，看您还能给些建议不，或是提些在研究中可能要注意的问题：一悬臂梁，上面贴有压电陶瓷片：用作传感/致动器。传感器感受到梁振动信号将其转化为电信号由数据采集卡进计算机，径算法处理，有控制信号经采集卡的模拟路输出到梁的致动片上进行抑振。

建模我想用有限元(这一点就是当初我想选用ansys而发此帖求助的原因）；控制算法我是想引入智能算法，模糊，神经之类的。
这样一说，是不是选用matlab+VC+数据采集卡更适合？

ll_18301

系统模型处理大体研究有几种方式：有限元、系统辨识，以及两者之间的混合。有限元方法比较适合分析建模，说白了，就是理论问题的数值解，这种方法避免了复杂的信号处理问题，噪声也可以自由处理，这样便于控制器设计，也容易分析主要问题，没有硬件最好这么处理；第二种重要的方法就是系统辨识，这样避免了有限元的分析建模，直接辨识出系统传递函数，把主要工作放在信号处理和控制器设计上，这种方法的优点就是系统线形模型容易得到，但是信号难处理，噪声在不同频带的分布也需要分析，控制器设计时也没有第一种简单。感觉你是在第二种方法，也容易发挥你的优势：信号处理及控制器设计。你说的matlab+VC+数据采集卡这种方法没有接触过，不敢妄言。
个人观点，仅作参考：）

lqchao88

恩，非常感谢ll_18301的指点。
我也许是应该好好想想的，从整体上有个把握。
我会经常来咱们论坛的，祝越办越好，同时也祝您时时好运。

cao

1）用matlab+VC+数据采集卡 可行！
2）用matlab+数据采集卡      也可！ （我略做过一二）
3）用ansys来做，特别直接与实物平台相结合，没有查到任何资料，所以我认为可行度很小，不知对否？
4）用ansys来做，仅用其提取有关矩阵，则与MATLAB来做无本质区别！
欢迎批评！

lqchao88

谢谢您的回复和指点，以下仅是个人意见，谈不得批评。
针对1）2）我选用1），因大多作出来的都需续界面，而且，数据采集卡提供的Dll库是在VC中编的，我想加入VC编程应该更容易上手些。虽然是学控制的，跟班主一样，但对于matlab也是正在彻底补修，因而对于您提到的2）着实摸不着头脑，呵呵。
对于3)，4）是啊，我也没查到资料，怪不得，其不见应用，可能就是因为功能累赘的问题，而且对于构成反馈的系统应用ansys也着实不是好方式。不过，潜意识里，似乎总想应用它，呵呵。

cao

2） 就是采用SIMULINK中的RTW！
4） 就是直接使用ansys提取到的数学方程！
个人观点！

lqchao88

谢谢。非常感谢您。
不过到现在我还是没弄明白ansys建的图形模型（可以这样理解吧）和有限元间的动力学学模型有何关联，控制算法是应直接作用在动力学方程上的，在图形上该怎么添加控制算法呢？莫非ansys经过建立图形后同时也会有一个动力学的方程产生？


版主好多叹号啊，呵呵

cao

用ansys提取M、K、C，我以前在本论坛上就见过，用APDL，在网上找找看！
这种方法对你来说是否可行，我就不得而知。好运。