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Stability analysis of a pipe conveying fluid with a nonlinear energy sink

Science China(Information Sciences) 2021年第5期64卷 85-99页

作者： Nan DUAN Sida LIN Yuhu WU Xi-Ming SUN Chongquan ZHONG Key Laboratory of Intelligent Control and Optimization for Industrial Equipment of Ministry of Education School of Control Science and Engineering Dalian University of Technology

This paper considers the global stability problem of the system comprising a pipe conveying fluid and a nonlinear energy sink(PCF-NES) system. First, a quadratic form model containing a gradient term of a convex function is obtained from a high-order partial-differential-equation model of the PCF-NES system using the Galerkin approximation approach. energy and disturbance functionals are then established based on this model. Second, a Lyapunov function is constructed based on the first-order characteristic of the convexity and energy disturbance technique to prove the global exponential stability of the approximated PCF-NES system. Finally, theoretical results are verified using numerical simulations and the positive effect of the NES on the vibration control of the entire PCF is discussed.

关键词： stability analysis energy disturbance technique convexity characteristic pipes conveying fluid nonlinear energy sink

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