柔性基础混合隔振系统建模与控制研究

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行了建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行了对比,在验证了模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行了控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行对比,在验证模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

柔性板基础隔振系统的柔性多体动力学理论建模

根据舰艇机械隔振系统的特点,首先利用瑞利—里兹法推导了柔性板的动力学方程,然后结合柔性多体动力学理论,推导柔性板基础上的隔振系统的动力学模型。     

基于柔性多体动力学理论的舰船机械设备隔振系统建模

将柔性多体动力学理论应用于非线性隔振系统建模过程中,建立了线性弹性元件及非线性弹性元件的力学模型,利用该力学模型和单柔性体的动力学微分方程推导出了对舰船机械设备隔振系统动力学研究具有普适性的一般理论模型。     

具有参数摄动的复杂柔性耦合隔振系统建模

针对目前复杂柔性隔振系统的数学模型与实际隔振系统之间存在的差异，将阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合，建立包括被隔离设备、多个电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的复杂柔性耦合系统的状态空间模型。将相对于名义模型中隔振系统参数的变化量以虚拟回路增益的方式引入模型，建立具有参数摄动的隔振系统数学模型。在此基础上，通过矩阵变换的形式，推导出反映模态频率不确定的参数摄动的隔振系统模型，直观反映系统模态阻尼和模态频率的变化，为下一步复杂柔性耦合隔振系统的鲁棒控制器的设计提供依据。     

舰用主动柔性耦合隔振系统建模研究

针对目前复杂柔性隔振系统建模方法的局限性,提出了一种将阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合的、适用于实际工程控制应用的新方法,建立了包括被隔离设备、多个电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的复杂柔性耦合系统的数学模型,并通过有限元方法对建模方法进行了验证,结果证明了该方法的正确性。     

柔性基础主动隔振系统的功率流传递性

本文在考虑主动作动器与柔性基础耦合作用的条件下,建立了柔性基础上主动隔振系统的理论模型,运用了结构导纳综合法推导了该系统中的功率流传递函数,研究分析了其功率流传递谱,并从功率流控制的观点探讨了其主动控制策略。     

六自由度主被动一体隔振平台的动力学实验建模

实验建模是摸清物理现象本质的一种有效手段,而针对六自由度主被动一体隔振平台,它的实验建模是实现隔振的主动控制的前提,也是能否达到满意控制效果的关键。通过对物理空间到传感器坐标空间变换的推导,给出了传感器在布置上应该满足的条件。结合六自由度主被动一体隔振平台的先验理论知识,从测试所得信号出发,利用最小二乘估计的递推算法建立起了作动器到传感器的动力学模型,为隔振平台的振动主动控制打下了基础。     

船舶动力机械混合隔振系统的优化设计

综合分析了混合隔振的原理，揭示了混合隔振的实质就是被动隔振系统和主动隔振系统的多目标联合优化问题．针对船舶中常用的双层隔振系统，进行了混合隔振优化设计和数值仿真．仿真结果表明，混合隔振技术在船舶动力机械隔振方面有着广阔的应用前景．     

柔性基础上非线性隔振系统的动力学分析

建立柔性基础非线性隔振系统的理论模型，用频率变化的正弦波模拟波浪的激励作用，船体看作是一个柔性梁，船体与安装部件之间采用非线性隔振支承。运用谐波平衡和Newton迭代方法对模型进行近似理论求解，并采用功率流对系统隔振效果进行评价，讨论了非线性刚度、阻尼以及波长的变化对功率流传递的影响。分析结果表明，刚度和波长越大隔振效果越差，低频段增大阻尼有利于隔振，高频段增大阻尼隔振效果急剧下降。     

复杂弹性耦合隔振系统建模及其优化设计

复杂弹性耦合隔振系统是在多层隔振系统中考虑中间筏体和基础的弹性而形成的一类隔振系统，提出了关于这类复杂隔振系统子结构建模的新方法，并用该方法建立了二维复杂弹性耦合隔振系统的动力学方程。并在此基础上进一步提出了一种新的基于小生境的自适应遗传优化算法，运用该算法对二维复杂弹性耦合隔振系统基于系统功率流传递的最优化设计。     

基于ADAMS的自动化立体仓库巷道式堆垛机的动力学建模与仿真

利用ADAMS软件建立了考虑绳索和柔性梁的自动化立体仓库巷道式堆垛机的简化模型。其中,在绳索建模过程中,应用一系列相互作用的点质量来模拟实际绳索的动态特性,解决了ADAMS软件中绳索建模的问题。该模型可以按照指定的速度参数模拟堆垛机的运行情况,并提供运行过程中的各种力学和运动学参数。在此基础上,通过对该模型进行的大量动力学仿真,模拟了载物台沿特定的直线和曲线的合成运动轨迹运动时对堆垛机结构振动的影响。仿真分析结果表明,载物台沿直线合成运动轨迹运动时,可以使堆垛机运行达到效率较高和振动较小的综合效果。     

面向控制的变构型航天器柔性耦合动力学建模与仿真

对于带有大型可展开天线的通信卫星,其天线展开期间全星属于典型的变结构、变构型、变参数和变质心系统。该文采用加载模态综合-混合坐标法建立了这类星载天线展开过程各类运动工况的天线和整星两级控制的柔性耦合动力学方程,以及任意构型工况的全星柔性模型,通过典型算例仿真及惯性完备性检验,表明该文研究工作具有工程实用性和有效性。     

多自由度非线性隔振系统建模及其非共振响应

非线性因素会对系统解耦产生影响,因此工程实际中的非线性隔振系统一般为多自由度系统,同时,船舶机械隔振系统的基座应视为具有一定机械阻抗的弹性体。基于上述考虑,对船舶机械非线性隔振系统进行了建模,并特别讨论了非线性项的表达式。通过分析非线性因素与系统解耦之间的关系,使得系统得以简化的同时,保留了系统主要的动力学特性。还应用多尺度法对该类型非线性隔振系统在其主要工作状态——非共振状态下的动态响应进行了分析,并通过数值计算验证了多尺度法得出的一阶近似解的有效性以及非线性因素对系统的影响。     

挠性臂系统的建模与动力学分析

考虑了臂和关节弹性以及臂端的集中质量和转动惯量，以接近实际的挠性多机械臂系统。文中采用方法有利于解决国刚体运动和弹性振动相互耦合可能出现的数值计算不稳定问题。     

悬挂弹簧几何非线性减振系统的固有振动特性

建立了悬挂弹簧几何非线性减振系统的竖向振动控制方程,研究了悬挂弹簧几何非线性减振系统竖向固有振动问题,推导出了悬挂弹簧几何非线性减振系统的竖向固有振动的近似解.讨论分析了悬挂弹簧几何非线性减振系统的弹簧倾角、减振系统的竖向振幅等因素对悬挂弹簧几何非线性减振系统固有振动特性的影响.     

滚珠丝杠副滚珠循环系统的动力学研究和仿真

研究滚珠丝杠副的滚珠循环系统中的碰撞接触现象,根据赫兹接触理论和经典碰撞理论,并考虑滚珠和导珠管的几何外形、丝杠的转动速度等因素,建立滚珠和导珠管碰撞接触的动力学模型。在此基础上分析了滚珠的入口速度、材料密度对碰撞力大小、接触时间的影响。应用多体动力学软件Adams,根据实际物理参数,创建了导珠管和滚珠的几何模型,对钢珠在导珠管中的运动情况进行仿真模拟,获得了碰撞过程中滚珠的运动轨迹、速度、加速度以及碰撞力的变化情况。通过对不同参数的物理模型理论计算和仿真,分析了影响滚珠循环系统动力学的主要因素。理论计算和仿真、试验结果吻合较好,这对于优化导珠管结构,研究开发新型滚珠丝杠副有重要的意义。     

机械振动状态的模糊描述与分类

本文以美国科学家L.A.Zadeh提出的语言变量和模糊变量的定义为基础,探讨了机械振动状态的模糊描述与分类问题。基于振动烈度给出了ISO 2372和ISO 3945机械振动标准中划分的各型设备关于机械振动状态的模糊分类“故障态”的一致性函数。     

变长度柔性提升系统纵向-横向受迫耦合振动分析

以任意变长度柔性提升系统的纵向-横向耦合振动为研究对象,采用Hamilton原理建立了在受到外界横向激励情况下柔性部件的振动和振动能量的偏微分方程,并使用Galerkin方法对运动方程进行离散化求解。最后,以电梯悬挂提升系统为例对所建模型进行验算。数值结果表明:高速电梯系统在受到一定的横向扰动(激励)时,柔性部件在以横向振动为主的耦合振动状态下运动,并且在上行阶段存在一定的不稳定区域。这一现象与实际当中的发现所一致。