列车垂向振动的半主动随机隔振研究

依据拉格郎日方程,建立了六自由度铁路客车半主动隔振系统的垂向振动模型;应用MATLAB软件编制了“铁路客车被动、半主动随机隔振分析”仿真系统,对铁路客车随机隔振进行计算机仿真。计算在不同的输入参数下,车辆的时域响应和位移与加速度响应方差,讨论了弹簧刚度、阻尼、车速等对隔振性能的影响。应用非线性随机振动理论对比分析了铁道客车的被动、半主动随机隔振的隔振效果,对铁道客车半主动随机隔振系统进行了参数优化。结果表明：半主动悬架的隔振性能比被动悬架有显著提高,在设计半主动悬架隔振系统时,可以在许可范围内适当增大阻尼、减小弹簧刚度,以达到最佳的隔振效果。     

磁悬浮支承双层隔振系统的半主动模糊隔振控制

设计了磁悬浮支承单元结构,并将其应用于双层隔振系统中。根据该结构和磁悬浮支承与双层隔振的特征,建立了半主动输出反馈的模糊控制器,通过调节磁悬浮支承单元的电流,改变磁力从而获得系统的最佳刚度。仿真分析该半主动控制双层隔振系统与最优被动双层隔振系统在相同复杂信号激励下输出力曲线。另外,还仿真分析了在冲击激励下,系统的输出力曲线。结果表明,半主动输出反馈模糊控制下的磁悬浮支承双层隔振系统的隔振效果与抗冲击特性优于常规最优被动隔振。     

半主动控制浮筏隔振系统的开关算法研究

为了弥补浮筏隔振系统的隔振效果在低频段尤其是共振频率附近的不足,引入半主动控制技术。建立半主动控制浮筏隔振系统的动力学模型,以传递至筏体的动能最小为原则,提出算法1;以筏体动能最小且输入能量最小为原则,提出算法2。建立Simulink仿真模型,对无控制和按算法进行控制的基础加速度响应进行仿真。结果表明,采用算法1和算法2对浮筏隔振系统进行开关半主动控制,可明显抑制系统在共振频率附近的基础振动加速度响应。通过试验对仿真结果进行验证,证明了仿真结果的可靠性以及两种算法的有效性。     

电流变液发动机悬置建模及模糊半主动控制仿真分析

对电流变液发动机悬置进行建模分析,推导复刚度与频率间的关系表达式,采用MATLAB软件的Simulink模块对悬置的动刚度和阻尼特性进行仿真分析。运用模糊控制理论建立电流变液发动机悬置二自由度系统的模糊半主动控制仿真模型。仿真分析结果说明采用模糊半主动控制的电流变液发动机悬置的隔振性能较好。     

新型半主动整星隔振平台及其模糊最优控制研究

为降低卫星在发射过程中受到的动态载荷,提出一种采用磁流变阻尼器的新型半主动整星隔振平台。建立隔振平台的动力学模型和柔性卫星隔振系统总体的动力学模型。将LQG最优控制和模糊控制技术相结合应用于半主动整星隔振系统,以卫星振动响应能量和作动器输入能量的加权和最小作为最优控制目标来确定最优控制力,并采用预测状态法进行时滞补偿。以最优控制力和磁流变阻尼器的实际出力作为输入变量,以磁流变阻尼器的控制电流作为输出变量设计模糊最优控制器。仿真分析结果表明:新型半主动整星隔振系统采用模糊最优控制时,在卫星轴向和横向方向上都可取得良好的振动控制效果,并且控制效果明显优于被动控制和限幅最优控制。     

救护车载PAM担架缓冲系统特性分析

经对救护车担架隔振系统及动力学模型研究分析,提出气动人工肌肉(PAM)救护车担架隔振系统。建立车体-担架-分段人体振动模型,设计基于该系统的半主动神经网络PID控制器,并用Simulink对隔振系统进行性能仿真分析。仿真结果表明,与被动系统相比,采用神经网络PID控制的气动人工肌肉隔振系统对担架及人体有明显隔振效果,气动人工肌肉用于救护车担架隔振系统具有可行性。     

拖曳线列阵隔振系统参数计算分析

为了研究拖曳线列阵隔振系统参数对隔振效果的影响,利用有限元分析软件Ansys建立了隔振系统的三维流固耦合模型,隔振系统中加入隔振组件和护套的接触单元,对隔振系统进行数值模拟,并与实验结果进行对比,分析研究了隔振系统不同参数对隔振性能的影响。分别计算了内外部流体、护套材料阻尼、护套弹性模量、尼龙绳弹性模量、隔振模块长度、护套厚度、隔振组件长度、隔振组件间距、充油密度等参数对隔振效果的影响,并与不同直径的隔振模块隔振效果进行比较。参数计算分析为隔振模块系统中内部充油密度、护套弹性模量、隔振组件弹性模量的研究和优化设计提供基础,对于提高隔振系统的隔振性能具有一定的参考价值。     

内燃动车动力总成隔振性能分析

大功率柴油机产生的宽频带振动,双层隔振系统具有良好的高频隔振能力,已在船舶等领域得到了应用。但在中、高速柴油机的内燃机车等领域,国内对于双层隔振系统的应用研究很少。结合国内首次研制的某型内燃动车动力总成系统,对双层隔振系统的隔振性能进行了仿真和实验研究。首先采用理论计算和实验识别结合的方法确定了作用在柴油发电机组上的激振力（矩）特性;然后建立了双层隔振系统多体动力学模型,通过仿真计算,求得了理论力传递率;最后进行了双层隔振系统力传递率测试,获得了双层隔振系统实际力传递率,其力传递率明显低于单层隔振系统。对于双层隔振系统设计和工程应用有一定的参考。     

动力机械隔振系统的神经、网络半主动控制研究

船舶动力机械隔振系统，结构复杂，易受环境影响，系统精确数学模型不易建立，运用ADAMS和MATLAB联合模拟建立了机械被控系统台架模型，提出了基于神经网络的振动半主动控制策略，设计了神经网络控制器。仿真计算结果表明，与传统的被动控制相比，神经网络半主动控制策略对系统振动具有明显的抑制效果，证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

汽车悬置隔振特性研究

本文基于流体力学理论，对半主动控制液力悬置建立了力学模型和数学模型，并对发动机液力悬置系统进行隔振分析，确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律，从而在较宽的频带内，达到良好的隔振效果。     

变速磁流变半主动悬架车辆与随机路面系统的模糊振动控制

建立半主动悬架车辆和随机路面系统模型,在采用磁流变减振器的基础上,应用模糊逻辑控制理论,进行车辆半主动悬架模糊控制器的设计,获得在模糊控制理论下可调阻尼力随时间变化的关系,应用simulink编制车路模型的仿真程序,研究在模糊控制算法下的匀变速行驶车辆路面系统平顺性问题。计算结果表明,与被动悬架的车辆相比,模糊控制的磁流变半主动悬架车辆可以改善行驶平顺性,同时还可减少车对路面的作用力,这对于车路系统是有利的,对于深入分析路面结构动力响应也具有重要的参考价值。     

基于3-RPC并联机构的三维振动隔离系统的动力学建模与控制研究

基于车体振动的特点提出一种应用于车载设备的三维隔振系统,建立了该系统的半主动模糊最优控制模型,并通过实验验证了该多维隔振系统的性能。该系统通过使用磁流变(MR)阻尼器与弹簧组成的隔振子系统代替3-RPC(旋转副-平移副-螺旋副)并联机构中的驱动器实现空间三维振动隔离。控制模型结合了H∞状态反馈控制方法和MR阻尼器的工作原理得到阻尼器的可输出控制力,并通过模糊模型计算得到MR阻尼器的输入电流。设计制造了一套振动隔离实验平台,并采用正弦信号和随机信号进行振动实验完成了对平台的隔振性能的验证。通过测量上平台的振动加速度表明此隔振系统具有良好的隔振效果。     

汽车双层隔振系统的随机振动隔离及参数优化

以1/4车体的垂向振动作为研究对象，建立汽车双层隔振系统的垂向振动模型，导出在白噪声输入情况下系统随机响应方差及最优阻尼比的解析式。分析隔振系统动力参数对响应方差的影响，应用MATLAB软件对双层隔振系统的隔振效果进行比较，优化得出系统的最优阻尼比等参数。     

不平顺条件下高速铁路轨道振动的解析研究

为了分析不平顺条件下高速铁路轨道结构振动,推导了移动车辆在轮对处和轨道结构在轮轨接触点处的柔度矩阵,考虑移动轴荷载和轨道不平顺,建立了移动车辆-轨道垂向耦合振动的解析模型.模型中,移动车辆考虑为弹簧和阻尼器连接的多刚体系统;有碴轨道结构模拟为连续弹性3层梁;轮轨间考虑为线性赫兹接触.算例分析了单台TGV高速动车引起的有碴轨道结构振动,得到轨道不平顺引起的动态轮轨力和轨道各部分的最大振动加速度,研究了列车速度、轨道不平顺以及轨下垫板及扣件、道床和路基等轨下基础刚度对轨道振动的影响.计算表明:随着列车速度和轨道不平顺的增加,轨道结构的振动响应不断增大;轨下基础刚度对轨枕和道床的振动影响较大,对钢轨振动的影响较小.     

具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制

研究带有非线性刚度吸振器的隔振系统振动稳态响应的半主动控制。动力吸振器和隔振系统（主系统）的刚度均为Duffing类型的非线性刚度。对吸振器的阻尼采用了两种半主动控制策略以减少主系统的振动，并讨论了吸振器刚度的非线性程度，吸振器质量与主系统质量之比及主系统刚度的非线性程度对主系统稳态响应的影响。数值分析结果表明，采用适当的系统参数和控制策略可以有效地改善主系统的稳态响应。     

基于信号主频分析的隔振系统前馈模糊控制

针对电流变液智能阻尼器的力学特性，从激励信号频域的角度提出了一种新的前馈模糊控制方法来控制半主动隔振系统。它以信号的主频特性作为模糊控制器的输入，主频对半主动隔振系统的影响系数作为模糊控制器的输出．根据使被隔振体响应最小的原则求出最优阻尼比并转换成应施加的电压来控制电流变液智能阻尼器，达到最佳的减振效果。实验证明用这种方法控制的半主动隔振系统比最优被动隔振系统有更好的减振性能。     

纯电动客车振动试验分析及动力总成隔振优化

汽车电动化使动力总成的振动噪声特性发生很大变化,带来了新的NVH问题,作为短途客运主要运输工具的纯电动客车尤为明显。针对某纯电动客车在行驶中存在振动较大的问题,结合实车试验与理论仿真,研究其振动传递特性及隔振优化。首先,基于LMS Test.lab振动噪声测试平台,采集了车内地板与底盘关键点的振动信号进行振动试验分析,根据车内地板振动响应特性对18条振动传递路径进行振动贡献量分析,求解出各个传递路径对车内目标点振动的贡献量,确定振动的主要贡献路径。其次,根据传递路径分析结果,针对主要贡献路径上的减振关键环节(动力总成悬置)进行隔振性能分析,结果显示电机动力总成悬置系统较差的隔振性能是引起车内振动过大的主要原因。为此,进一步建立了六自由度动力总成优化模型,采用多岛遗传优化方法对悬置系统参数进行优化匹配设计。结果表明,悬置系统的隔振性能获得了显著提升,车内振动过大问题得到有效解决。     

汽车磁流变悬架振动多模态智能控制

分析了汽车磁流变半主动悬架模型,为了抑制磁流变悬架的垂直振动,提高汽车乘坐舒适性,从提取汽车簧载质量的振动模式入手,建立了振动的特征模型,给出了在不同振动模式下寻求不同控制策略的方法,以此设计了多模态智能控制器,并用建立的汽车悬架振动仿真系统进行了脉冲输入和随机输入仿真实验.仿真结果表明,对汽车磁流变悬架的垂直振动进行多模态控制能有效提高汽车乘坐舒适性.     

钢轨吸振器对高架结构垂向振动的影响

建立带有钢轨吸振器的高速铁路高架结构板式轨道与桥梁垂向耦合振动模型,分析钢轨吸振器对轨道和桥梁结构垂向振动的影响。模型已考虑了钢轨吸振器、板式轨道结构及桥梁间的耦合作用。钢轨吸振器被视为两自由度的质量-弹簧系统,钢轨、轨道板和桥梁被视为多层叠合梁模型,彼此用弹簧阻尼元件联接。利用动柔度函数,得到吸振器-板式轨道-桥梁系统垂向振动响应的解析表达式,并以轮轨表面粗糙度谱作为激励求解模型的振动响应。研究结果表明：钢轨吸振器在180 Hz～300 Hz及700 Hz～1 000 Hz频段内对整个高架轨道系统的位移幅值及相位、振动衰减产生较明显的影响;同时,在轮轨表面粗糙度谱的激励下,带有钢轨吸振器的轮轨系统的轮轨力在pinned-pinned频率处明显减小,在前两阶自振主频附近钢轨吸振器对整个高架轨道系统结构振动的影响较明显。