基于模糊逻辑推理的风机塔筒半主动控制

采用基于模糊逻辑推理的半主动控制技术对风机塔筒进行风致振动控制,通过对塔筒结构实时的动力响应进行模糊逻辑推理,利用半主动控制算法调节调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼系数,输出不同的阻尼力,对塔筒结构进行振动控制。通过Simulink软件进行半主动模糊控制系统仿真,结果表明,基于模糊逻辑推理的半主动控制比传统被动控制的控制效果更好,可以大幅降低塔筒结构顶端的位移响应。     

基于TMD-HMD的海上浮式风力机主被动综合振动控制

在恶劣的海洋环境中,随机风浪载荷使风机平台和塔顶产生较大的振动位移,严重威胁风机结构的安全性。为此提出TMD-HMD主被动综合控制方法对海上浮式风力机进行振动控制,在Spar式浮动风力机平台内放置多个调谐质量阻尼器,构成多重调谐质量阻尼器(Multiple tuned mass damper,MTMD),在机舱内放置一个调谐质量阻尼器(Tuned mass damper, TMD)。首先基于欧拉-拉格朗日能量方程建立了风机系统11自由度空间动力学简化模型,利用Levenberg-Marquardt算法估计平台的刚度和阻尼参数,并通过与美国可再生实验室开发的FAST全耦合模型对比验证了模型的正确性;然后采用Van-Nguyen Dinh的方法优化了TMD的参数;接着在机舱TMD上施加主动控制力形成混合质量阻尼器(Hybrid mass damper,HMD),与平台TMD共同构成TMD-HMD综合振动控制系统,其中主动控制力通过线性二次型控制(Linear quadratic regulator,LQR)获得,LQR中的权重系数Q和R采用穷举法优化;最后在风浪联合载荷下分别研究了TMD被动控制和TMD-HMD主被动综合控制对风机动态响应的抑制效果。结果表明:与单独TMD被动控制相比,TMD-HMD主被动综合控制对风机平台纵摇角和塔顶纵向位移的抑制效果分别提高了约38%和20%,使其振动能量分别减少了72%和40%。     

采用半主动TMD的建筑结构振动控制研究

为了改善在建筑结构中采用调频质量阻尼器（简称TMD）进行抗震时抗震效果不稳定和抑制频带窄等缺点，研究了变阻尼半主动调频质量阻尼器（简称STMD）。为了使阻尼变化容易实现，在设计激励力时采用了阶跃函数方式；同时还考虑到变动阻尼应在一定范围内进行的特点，提出了含约束的结构振动半主动控制方案；在控制策略方面，考虑到地震的随机性，引入了广义预测控制方法。从实例分析可知，采用STMD可以使设计质量、刚度和阻尼值分别下降约30％，90％，90％。计算仿真结果表明，采用STMD的抗震效果比TMD要好得多。     

加速度输入的履带车辆悬挂系统LQR控制建模与仿真

建立了以加速度作为路面激励输入信号,且考虑非悬置质量的履带车辆二自由度二分之一车辆力学模型,选定状态变量,推导出悬挂系统状态方程和振动微分方程。基于线性二次型(LQR)最优控制理论的主动控制算法得出最优控制力,依据磁流变阻尼器半主动限界Hrovat控制算法追踪最优控制力,实现悬挂系统磁流变阻尼半主动控制。对典型正弦路面激励下履带车辆悬挂系统的主动、半主动控制效果进行了仿真,并与被动控制效果进行比较。结果表明,建立的力学模型可信,算法能很好控制车体位移和加速度。     

挠性转子变刚度阻尼支承系统振动主动控制(三) 转子超速试验台振动主动控制

根据在关于结构受迫振动的主动控制的研究中提出的振动主动控制规律,从理论上研究了应用最优控制规律和次优控制规律,对转子超速试验台进行变刚度阻尼支承振动主动控制的一些问题,分析建立了超速试验台变刚度阻尼支承振动主动控制模型。并通过计算机仿真,计算和确定了由振动主动控制规律所要求的转子超速试验台的结构参数。计算机仿真和实验结果表明,通过变刚度阻尼支承对转子超速试验台在不同的工况下进行振动主动控制是可行的,具有较好的抑振效果。     

混合质量阻尼器在海上漂浮式风力机振动响应抑制中的应用

针对海上漂浮式风力机在风浪激励下产生较大振动响应的问题,采用混合质量阻尼器(Hybrid mass damper, HMD)主动控制系统抑制风力机的结构振动。基于拉格朗日能量方程建立Spar式风力机的气动-水动-结构-调谐质量阻尼器(Tunedmass damper, TMD)-HMD耦合动力学模型,并采用遗传算法优化TMD的刚度和阻尼系数;在机舱TMD上施加主动控制力,设计了变增益状态反馈H∞控制器,将控制器的求解问题转化为线性矩阵不等式的优化问题,从而得到最优主动控制力;研究了不同工况下HMD主动控制系统对风力机的减振效果。结果表明,相对于TMD被动控制系统,HMD主动控制系统能够进一步降低风力机的平台纵摇(Platform pitch, PFPI)运动和塔顶纵向(Tower top fore-aft, TTFA)挠度。     

基于模糊控制的高速列车半主动减振器研究

装有被动减振器的列车在时速大于200km的高速运行条件下，振动性能恶化。采用半主动减振器后，通过对减振阻尼系数的实时调整，可改善高速列车运行时的动力学性能。采用高速开关阀来控制的半主动减振器，运用模糊控制策略动态地确定车辆运行时的阻尼值，并通过PWM控制方式实现阻尼的调节。这种新型减振器具有减振力调节方便，控制实时性好，结构相对简单的优点。     

铁道客车横向振动半主动控制技术

在论述高速铁道车辆被动悬挂、主动悬挂和半主动悬挂机理的基础上，基于系统观点和铁道车辆的特点，阐述了天棚阻尼控制、最优控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等控制方法在半主动悬挂系统中的应用前景，探讨了半主动悬挂开发的整体思路与研究方向，并提出了以天棚阻尼控制理论、模糊控制理论、自适应控制理论和预见控制理论为主线的复合控制策略。     

主被动调谐控制结构动力响应分析与试验

针对地震和风振下结构的振动控制,提出了结构主被动复合调谐控制的策略,以及采用直线电机驱动主动质量阻尼器(active mass damper,简称AMD)、中空橡胶隔震支座作为调谐质量阻尼器(tune mass damper,简称TMD)弹性单元、滑轨作为TMD支撑轨道的主被动复合调谐控制装置实现方法,进行了主被动复合调谐控制对结构动力响应控制的效果及减震机理分析,探讨了反馈响应向量对控制效果、AMD控制力和AMD位移的影响,完成了线性二次高斯算法(linear quadratic Gaussian,简称LQG)控制算法和H2/H∞控制算法时的主被动复合调谐控制结构振动台试验。研究结果表明:结构主被动复合调谐控制能有效减小结构的动力响应,改善TMD的性能;采用直线电机驱动的AMD作为主动控制装置,为防止AMD"飘移",AMD位移应作为目标向量和反馈响应;LQG控制算法总体控制效果优于H2/H∞控制算法。试验验证了提出的主被动复合调谐控制硬件系统方案的可行性,为工程应用提供了支撑。     

巨型垂直轴风机塔筒安装载荷计算和强度分析

巨型垂直轴风机因其塔筒较高,结构细长,刚度和阻尼相对较小,在安装过程中由于风载作用容易产生较大的振动和变形,引起塔筒失稳破坏。采用ANSYS软件对巨型垂直轴风机塔筒安装过程进行了数值模拟,得出了七种工况下塔筒和牵绳的各种受力载荷,为优化结构和产品设计提供参考。     

变阻尼半主动振动控制研究现状

半主动控制系统在国内外得到很多关注,已取得了很大的研究进展。通过对结构振动控制的概述,介绍了变阻尼半主动控制的控制装置和控制算法的研究现状,并指出结构振动半主动控制工程应用所面临的几个主要问题。     

最优控制规律

研究采用变刚度阻尼支承系统,实现挠性转子振动最优主动控制的一些理论问题。首先研究了在结构受迫振动最优主动控制规律的作用下,变刚度阻尼支承系统的动刚度子矩阵输出响应最优反馈矩阵的关系。由此可以确定转子的变刚度阻尼支承系统的各个动力学参数。然后,进一步分析了采用变刚度阻尼支承系统,实现振动最优主动控制的必要条件和有效频率范围。     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

风致输电塔线体系振动研究进展

从对风场的模拟、塔线体系的模型、风致塔线体系动力特性及响应、塔线体系的风致振动控制等方面进行广泛的综合论述,为输电塔线体系的风致振动控制的研究提供参考。     

一种新型变刚度变阻尼悬架的性能分析及控制

为减小车身振动,设计了一种新型变刚度变阻尼半主动悬架结构,采用拉氏变换等效原则得到了其等效刚度和等效阻尼表达式。建立了1/4车身振动模型,在MATLAB/Simulink仿真软件中,采用滤波白噪声法模拟B级路面激励,并设计了适用于该半主动悬架的模糊-PID控制器。对被动悬架、现有的半主动悬架和新型半主动悬架各性能参数进行了对比分析,结果表明:2种半主动悬架均能减小车身振动,但新型半主动悬架舒适性明显更优,而操纵稳定性仅有小幅降低。     

高速转子系统振动控制技术评述

高速转子系统在正常工作过程中必须通过临界转速,此时由于不平衡质量的作用,转子系统会产生共振,导致强烈的振动。降低系统支承刚度以降低临界转速、增大支承阻尼,以减小振幅,这些措施可以抑制系统通过临界转速时的振动幅值和外传力。在振动被动控制技术中,常用弹性支承和挤压油膜阻尼器、金属橡胶减振器、高聚物复合材料减振结构等,降低系统支承刚度,增大支承阻尼,以减小系统振动;在主动控制技术中,通过主动控制挤压油膜阻尼器的参数,改变支承的刚度和阻尼的大小,以控制系统的振动;以及采用形状记忆合金调节器、电磁阻尼器、压电调器等装置,来主动控制系统的振动。目前控制技术仍存在装置结构复杂、性能不稳定等问题,采用粘弹阻尼复合材料与滚动轴承钢外圈复合结构的一体化滚动轴承,足一种有发展前途的研究方向。     

起重机主动控制技术应用的研究

对优化设计法、被动控制技术及主动控制技术在振动控制上的应用进行了比较，说明了振动主动控制技术的优势，分析了主动控制技术在起重机结构振动控制应用上的必要性。以起重机结构振动的应用仿真事例，用独立模态空间法阐明了主动控制技术在起重机领域应用的可行性。     

基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制与仿真

基于磁流变阻尼器的Bouc-Wen模型,设计了半主动悬架系统的控制器.该控制器由系统控制器和阻尼器控制器组成,系统控制器采用二次型最优控制LQR算法,阻尼器控制器采用基于Signum函数的方法.进行了基于Simulink的仿真分析,通过比较被动控制和主动控制,表明该半主动控制算法具有良好的控制效果.     

地震作用下风机塔筒结构动力响应分析

本文通过对风机塔筒结构破坏的主要形式进行研究,然后探讨不同方向的地震波对风机塔筒的影响,以及在风-震组合下地震波对风机塔筒作用。     

汽车悬架的磁流变减振器阻尼力调节特性的研究

以磁流变阻尼控制方法为向导,研究汽车悬架系统中的磁流变减振器阻尼力的调节原理,以高斯白噪声的路面为输入,分析汽车被动与半主动悬架系统中的磁流变减振器的黏性阻尼力和库仑阻尼力的调节特性,讨论半主动悬架系统的磁流变减振器的最优控制方法,通过计算机仿真,获取半主动悬架系统最优控制的磁流变阻尼力的控制电流随路面激励而变化的关系.