一种气磁混合隔振装置的结构设计

混合隔振是主动隔振和被动隔振在结构振动控制中的联合应用,可在更宽频的范围内有效隔离振动冲击,提高隔振效能。提出了一种气磁混合隔振装置结构,首先介绍了装置的结构组成;其次对气磁混合隔振装置的结构形式进行设计,包括空气弹簧的数量及布置、电磁作动器的布置以及隔振装置的基座和隔板平台机械结构设计;接着创建了以空气弹簧和电磁作动器并联为整体形式的气磁混合隔振装置模型;最后,阐明了气磁混合隔振装置的原理。     

多自由度平台微振动LQG最优控制

从理论分析和数值仿真两方面,对微振动隔振平台的结构设计及被动控制和主动控制相结合的混合控制系统进行了研究,建立了以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的多自由度混合隔振系统,及其动力学模型和控制系统模型,并利用最优控制理论和相关领域的最新研究成果,对其进行了仿真实验,结果表明所设计的LQG最优控制器能在基础干扰和直接干扰下,使平台在X方向的位移时程和速度时程的控制效果,明显优于被动控制。     

微重力主动隔振系统电磁作动器设计与仿真

为满足空间科学实验载荷对微重力环境的要求,需应用隔振系统对实验载荷进行振动抑制。由于被动隔振仅在特定频率范围有效,低频振动抑制必须采用主动隔振手段。在主动隔振的若干种作动器中,电磁作动器以电气传动、非接触、响应速度快和允许偏移大等特点适用于微重力主动隔振系统。本文设计了一种基于洛伦兹力原理的电磁作动器,并利用有限元软件ANSYS Workbench对作动器特性进行仿真,了解作用力与电流和位移的关系。     

精密隔振平台振动的模糊控制

采用混合隔振技术建立了以空气弹簧作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件的精密隔振平台隔振系统，并采用模糊控制理论设计其主动控制器。应用MATLAB软件进行了仿真分析以验证系统的振动控制效果。仿真分析结果表明，该振动控制系统在较宽的频率范围内具有良好的减振效果，该系统可应用于超精密测量．制造设备的隔振领域。     

微制造平台微振动的H2/H∞混合控制

基于啄木鸟头部生物构造及其仿生隔振机理 ,采用混合隔振技术建立了微制造平台隔振系统。该系统以空气弹簧和橡胶层作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件。针对 H2 最优控制和 H∞ 鲁棒控制的优缺点 ,主动控制器采用H2 / H∞ 混合控制进行设计 ,并通过 L MI凸优化方法求解 H2 / H∞ 混合控制器。仿真结果表明所设计的 H2 / H∞ 混合控制器具有良好的鲁棒稳定性和时域性能 ,可在非常宽的频率范围对基础干扰和由微制造设备产生的直接干扰所引起的微制造平台振动进行有效的控制 ,其振动控制效果明显优于 H∞ 控制     

大型车载光电跟踪设备隔振基础的主动控制

为了保证大型车载光电跟踪设备的稳定工作,提出了一种跟踪架的隔振方法。采用空气弹簧加上电磁作动器实施减振,其电磁作动器采取差动布置方案,使电磁作动器的输出力与控制电流成线性关系。对几种控制方法进行了对比分析,选用绝对速度反馈控制,保证隔振基础对高频振动的隔振能力,同时避免低频振动时产生共振。最后,通过MAT-LAB进行仿真分析。仿真和实验结果显示,z向低频振动振幅已从5×10-5m减至1.8×10-5m,θx向低频振动振幅从2.2×10-5m减至0.6×10-5m,θy向低频振动振幅从2.0×10-5m减至0.4×10-5m,同时能够避免产生共振,表明采用绝对速度反馈主动控制方法可以起到较好的减振作用。     

精密隔振平台微振动的H∞控制

设计了一个精密隔振平台6自由度微振动控制系统.该系统以4个空气弹簧作为被动隔振元件,8个超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件.4个垂直方向致动器与空气弹簧平行安装,以充分发挥超磁致伸缩致动器的性能.采用H∞控制算法来设计振动主动控制系统.应用Matlab软件进行了仿真分析以验证系统的振动控制效果.仿真结果表明所设计的振动主动控制系统能在较宽的频率范围对地基干扰具有很好的控制效果.     

一种柴油机半主动电磁作动器的设计及特性仿真

柴油机半主动隔振电磁作动器通过改变电流来改变作动器的刚度,达到柴油机减振目的。为了提高控制效果,要求作动器的位移和电磁力尽可能满足线性关系。在仿真研究电磁作动器的结构参数与位移-电磁力曲线关系,并经过实验验证后,一种具有良好线性特性的作动器结构被设计。     

仪用空气弹簧隔振台固有频率的研究

超精密测量对环境振动要求非常严格,其仪器设备中多安装隔振装置。针对课题组圆度仪中使用的仪用小型空气弹簧隔振台,采用理论方法研究其固有频率。首先简化隔振台振动模型,根据该隔振台中约束式膜式空气弹簧的特定结构及相关理论,建立单个空气弹簧数学计算模型,获得单个空气弹簧刚度特性与其垂向变形量x的关系式,最终求得隔振系统的固有频率;同时利用压电式加速度传感器设计振动测试试验,对采集到的加速度信号进行预处理、积分运算、频谱分析,获得该系统的固有频率,两者对比,误差不超过10%,达到预期研究目标。为理论上研究该隔振平台的隔振性能及其耦合振动情况提供理论基础,也对其他类似结构的空气弹簧刚度特性的计算有一定参考意义。     

环境激励下设备平台微振动混合控制的研究

通过对隔振平台隔振特点的研究,采用主动隔振与被动隔振相结合的混合隔振技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩作动器为主动隔振元件的混合隔振系统;针对所设计的隔振平台系统在SIMULINK环境中进行PID控制仿真,并以被动隔振系统为比较对象,考察主动控制效果,并分析比较了考虑与不考虑厂房结构耦合时的控制效果;建立厂房及隔振平台系统的试验模型,进行结构模型试验。根据结构模型试验理论,设计并制作一个三层厂房及双层隔振平台模型,利用PID控制算法,测试系统的隔振效果,并将试验结果和理论分析、仿真结果进行对比分析。     

A NEW VIBRATION ISOLATION OF A HYDRAULIC SYSTEM USING A HETEROSYNAPTIC NEURAL NETWORK

Many hydraulic components have non-linearities to some extent. These non-linearities often cause time delays, thus degrading the performance of hydraulic control systems and making it difficult to model them. This paper proposes a new vibration isolation control algorithm that eliminates the need for sophisticated modeling of a hydraulic system. The algorithm is a hybrid-type control scheme consisting of a liner controller and a heterosynaptic neural network controller. Using this control scheme, simulations and experiments were performed for 1 and 2 degrees of freedom vibration isolation. The hybrid-type controller can isolate the vibration significantly better than can the linear controller. Also, from the weight values of the heterosynaptic neural network, a second-order equivalent differential model of the hydraulic control system can be obtained, which provides useful information such as the stability and the characteristics of the control system.     

双层隔振系统模态匹配分析及其振动特性

针对出口内燃动车动力包的双层隔振问题,根据双层隔振系统的结构参数,建立双层隔振系统的有限元模型。对双层隔振系统进行了模态计算,掌握了系统的频率特性。根据柴油机组激振力的频率特性,定量对双层隔振系统进行模态匹配分析。对双层隔振系统进行谐响应计算,准确判断构架和机组是否发生共振,验证模特匹配的合理性。施加怠速工况下的各个激振力,对双层隔振系统进行了强迫振动计算,计算双层隔振系统的振动烈度和传递率。结果表明：双层隔振系统的隔振性能良好,能满足实际工程需求,研究结果可为实际工程提供参考。     

磁流变弹性体变刚度隔振系统的设计与仿真分析

磁流变弹性体兼有磁流变液和弹性体的优点,其剪切模量可由外加磁场控制,在振动控制等方面具有广阔的应用前景。现有的隔振系统中隔振器刚度一般都是固定值,这使系统的隔振效果有局限性,对较低频率振动,尤其是共振时的隔离效果很差。提出了将可调刚度的磁流变弹性体隔振器用于隔振系统中．通过改变隔振器的线圈电流大小来控制磁流变弹性体的剪切模量,进而调整隔振系统的刚度,使系统获得更宽的隔振频率范围。设计了隔振器的结构,基于SimuLink软件对系统的隔振效果进行仿真分析．表明了设计的有效性．     

微纳型空间相机被动式隔振系统设计

为了改善某型号微纳型空间相机在发射阶段的振动环境并避免相机发生破坏,针对微纳型空间相机的任务需求设计了一种被动式隔振系统。首先,对相机隔振系统进行了建模,研究了隔振系统的响应特性。然后,通过对隔振系统振动的耦合模型进行分析计算,实现了振动解耦并与传统分布形式进行了对比分析。根据相机结构参数和隔振系统模型,对被动式隔振器进行了计算与设计,基频为120 Hz且质量仅占相机的1.7%。最后,通过有限元分析方法对隔振系统进行了动力学仿真,并对相机本体和隔振系统分别进行了振动试验。试验结果表明,本研究被动式隔振系统对微纳型空间相机的正弦振动与随机振动响应隔振效率分别达到了55%和81%,隔振系统的有效性和合理性得到了验证。     

主动隔振与动力吸振器的联合减振研究

针对单层主动隔振系统，研究主动隔振对隔振对象振幅的影响。发现存在临界频率，对于临界频率以下的激励，主动隔振会加剧隔振对象的振动。临界频率是阻尼的函数，选择合适的阻尼可使临界频率尽量小，但存在下限。引入动力吸振器能有效降低隔振对象低频响应的振幅，分析表明，对于舰船的低频噪声，主动隔振与动力吸振器联合减振是一种有效的综合治理方法。     

局域共振型隔振系统的低频振动特性分析

为有效降低基体低频振动对精密仪器测量精度的影响,提出了周期布置吸振器的减振方式。建立了基体-隔振设备-吸振器系统的动力学模型,利用模态叠加法导出了系统耦合振动方程的解析解,并用有限元法进行了验证。获得了吸振器数量、参数对系统低频振动特性的影响规律,在吸振器总数一定的情况下,将其划分为包含不同数量振子的周期元胞。以低频段设备振幅最大值的0.7倍和平均值的0.3倍之和为目标函数,利用粒子群算法对元胞中振子的参数进行了优化。结果表明,在目标频段,解析解与有限元解之间的相对误差分别为4.39%和2.98%;在目标频段,针对单振子元胞,采用5个吸振器减振性能最优,减振效率为11.34%,吸振器质量比、固有频率比、阻尼比分别在0.16、0.8、0.18附近取值时减振性能最优,减振效率分别为10.46%、8.69%、12.20%;优化后的单振子、双振子、三振子元胞的减振效率可分别达到12.45%、18%、18.3%。     

机载光电侦察平台复合减振设计

为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计.分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振动.采用二维参数优化方法计算出了复合减振系统的最优固有频率比fopt为1.43,最优阻尼比ζopt为0...     

基于谐波平衡法的非线性低频隔振系统振动特性研究

针对非线性低频隔振系统振动响应和振动传递率进行理论研究。基于非线性弹性元件的载荷－位移试验数据建立了非线性低频隔振系统的动力学模型和动力学方程。借助谐波平衡法对该非线性动力学方程进行近似求解,得到该非线性低频振动系统的一次谐波位移响应和振动传递率的近似表达式。分析了不同系统参数对振动传递率和曲线族骨架形状的影响,并对这种影响产生的原因进行了解释。理论结果与试验结果对比显示,当该非线性低频隔振系统工作在有效隔振频段内时,两者吻合良好。     

准零刚度隔振系统跳跃频率区间隔振研究

基于跳跃频率区间内准零刚度隔振系统的隔振效果具有不确定性的问题,提出了一种阻尼扰动控制方法。当控制系统阻尼增大到一定程度时,向下跳跃频率将低于激振频率,在原共振支上的大幅振动响应便会失稳并跌落到低幅振动的非共振支上,在此过程中借助范德波尔平面来判断何时撤除阻尼控制,从而实现了跳跃频率区间内的有效隔振,拓宽了准零刚度隔振系统的有效隔振频率区间。     

直升机主减半主动反共振隔振技术研究

根据现有主减反共振隔振和主动控制理论，设计新型直升机主减隔振原理样机模型。随着直升机工作频率的改变，隔振系统识别频率的变化，自动调节隔振器质量块位置，使系统始终有隔振效果。以直升机原理样机为对象，加入基于神经网络的控制方法，对实验对象进行动力学特性标定，获得质量块位置与工作频率之间的关系。研究频率跟踪算法，将神经网络和频率跟踪算法两者结合，编制出可以采集信号，识别频率的LabVIEW程序。实验结果证明，新型主减隔振系统隔振效果和控制效果符合预期，可以为直升机主减的振动主动控制系统设计提供一定的指导。