摘要：本论文以悬臂梁结构为研究对象，先建立悬臂梁的振动数学模型，对其进行模态分析，得出振动微分方程，然后借助MATLAB软件呈现出模态振型函数的图像。接着分析单自由度质量弹簧阻尼系统来为悬臂梁状态空间模型提供理论前提，并在Simulink中搭建出仿真模型，后续抗扰振动控制设计方向就是使仿真图像达到预期的要求。

PID控制是目前使用面比较广的众多控制方法之一，通过调节比例参数、积分参数和微分参数这三者来使系统达到控制目的，但是实际控制过程中PID控制的效果不是太明显，或者说与预期的控制目的有差距。故本文中引入一种相对优质的控制方法,即线性自抗扰控制(LADRC),其中最为核心的就是搭建一个线性扩展状态的观测器(LESO)，以便于实现系统内部模型的摄动和外部扰动的可靠性进行实时估算。将两者控制前后的仿真效果进行对比发现，后者确实优于前者，更加符合本课题研究的最终目的，实现了优质的控制。当然，实践是检验成功的唯一标准，本文也借助实验室平台的软硬件，对模态分析和抗扰设计进行了检验，使结论更加严密。

关键词：悬臂梁；模态分析；MATLAB；振动；自抗扰控制

目录

摘要

Abstract

第一章 绪 论-1

1.1 课题的研究背景-1

1.2 课题的研究现状-2

1.3 研究的主要内容-3

第二章 悬臂梁系统的模态分析-4

2.1 悬臂梁振动数学模型-4

2.2 基于MATLAB的悬臂梁振型-7

2.3 单自由度系统的振动分析-9

第三章 系统的振动控制设计-12

3.1 悬臂梁状态空间模型-12

3.2 PID控制-15

3.3 LADRC控制-18

第四章 悬臂梁抗振设计的实验研究-26

4.1 模态分析的实验研究-26

4.2 抗扰设计的实验研究-28

第五章 结论与展望-33

5.1 全文总结-33

5.2 研究展望-33

致谢-34

参考文献-35