无源网络综合及其应用

本项目的研究内容是关于网络综合和系统理论的基础研究及其在悬挂系统控制中的应用。电路系统的无源综合理论虽然相对成熟，但不能完全移植到机械网络的综合问题上。而减少元件数量对于机械网络的意义远大于对于无源电路的意义。如何用最少的元件来实现无源（机械）网络重新成为有意义的问题。许多经典的电路综合的理论也需要给出机械系统框架下的新诠释。本项目拟从低复杂度网络的综合问题入手展开研究，以期找到最少的元件个数和相应的综合步骤。虽然惯容（inerter）在一级方程式赛车的悬挂系统与摩托车转向控制上已得到初步的有效应用，但还未有很系统的、全面的定性分析。本项目拟将低复杂度无源机械网络的综合与悬挂系统结合，在考虑悬挂系统的特性的基础上，以悬挂控制系统的性能作为指标，进行控制器的设计和参数配置，以期在优化性能的同时限定控制成本（元件个数和参数）。

本项目主要就无源网络综合理论和基于惯容的悬架系统控制进行研究。尽管无源网络综合已得到较为成熟的发展，但最简实现问题却远未解决。几年前，惯容的问世及其应用使得此领域的研究再次引起了人们的兴趣。应用网络综合理论设计基于惯容的悬挂系统，这一课题在国内外都处于起步阶段。 . .本项目主要研究了：1. 一类低阶导纳函数含1个阻尼器、1个惯容及任意数量弹簧的实现问题；2. 一类低阶导纳函数可实现为严格复杂度低于标准实现的网络的问题；3. 双二次函数可通过最多4个元件来实现的问题；4. 基于双二次函数实现算法构造的问题；5. 含2n个不同端点的n端口纯电阻网络实现问题；6. 一般性实现算法的复杂度分析问题；7. 只含有一个惯容、一个阻尼器的无源悬挂系统性能，为低复杂度无源悬挂系统设计奠定基础；8.惯容对于悬挂行程的影响，从而证实了综合考虑悬挂行程在基于惯容的无源悬挂系统设计中的必要性；9.惯容在半主动悬挂系统中的应用，从而证实了惯容对于提高半主动悬挂系统性能的重要作用；10.惯容对一般振动系统固有频率的影响以证实惯容在降低系统固有频率方面的有效性。