液固混合介质隔振系统的主共振分析

研究一类具有分段线性—非线性非光滑特性液固混合介质隔振器的主共振解析解。采用摄动法求解非线性段的瞬态响应,由常微分方程理论给出了线性段的瞬态响应。根据响应的连续性与周期性条件,联合接缝法与摄动法分析周期激励作用下系统的主共振响应。而后基于弹性恢复力的傅里叶展开,给出谐波平衡法求解非光滑隔振系统响应的一般步骤,并得到了一阶和二阶近似解。采用龙格—库塔算法对解析方法的有效性进行验证,结果表明:接缝法和数值计算的结果较为吻合,而谐波平衡法的二阶近似比一阶近似解更为精确。     

精密隔振平台主动阻尼系统的低频微振动测量研究

阐述了精密气垫式隔振平台的主动阻尼关键技术之一的低频微振动测量问题，着重分析了压电传感器在低频、微幅振动测量的条件下的电荷变换单元的电路参数，并介绍了实际研究结果及其在上述主动阻尼系统中的使用效果。     

新型混合磁悬浮主动隔振的研究

提出了一种新型变阻尼变刚度的混合磁悬浮隔振系统,利用等效磁路法计算了混合磁悬浮系统的电磁作用力,并分析了所实施的主动反馈控制系统性能.分析表明,主动控制作用下的隔振系统具有可控的刚度和阻尼特性,同时与其他电磁结构比较,其是一种隔振功耗很小的隔振系统.文中介绍了基于DSP的主动控制隔振试验,并分析了在隔振系统中各控制参数对隔振效果和控制的阶跃响应性能的影响.结果表明,这是一种在各频率上均具有很好隔振效率的隔振系统,具有广泛的应用前景.     

扫描探针显微镜的隔振技术研究

扫描探针显微镜(SPM)等超精密加工与检测仪器容易受到外界环境微小振动等干扰,致使仪器在通常条件下无法达到要求的指标.为此,结合主动隔振和被动隔振振技术研究对外界微小振动扰动有效隔离方法.以本原纳米仪器有限公司制作的CSPM4000扫描探针显微镜作为实验对象进行试验,探讨利用主动隔振系统来降低超精密仪器对于外部试验环境的苛刻要求,进而改善超精密仪器的试验性能.实验结果显示隔振试验装置具有较好的隔振效果.可满足使用要求.     

双层主动隔振系统的动力学研究

研究了在消极隔振情况下，双层主动隔振系统在其主动隔振执行器的3种不同安装方式的动力学特性，分析了主动控制力与被动隔振器参数之间的关系。研究结果表明，对于双层主动隔振系统，隔离中低频振动时，主动隔振执行器安装于中间质量与基础之间的隔振性能最好，安装于隔振对象与中间质量之间的隔振性能最差；隔离高频振动时，主动隔振执行器安装于隔振对象与中间质量之间或仅作用于隔振对象时的隔振性能均较好，但主动隔振执行器安装于中间质量与基础之间所需的主动隔振控制力也不大。     

液压阻尼型隔振平台在碎煤机隔振中的应用

液压阻尼型隔振平台把碎煤机产生的振动进行隔断,使隔振器以下部分主要承受静载荷.液压阻尼元件,有效限制设备起动和停机经过共振区时振幅瞬时过大造成的共振.采用隔振平台有效降低碎煤机基础的动载荷,降低土建费用,隔振效率90%以上.     

带颗粒阻尼双层隔振系统减振性能实验研究

结合双层隔振系统的工作原理,将双层隔振系统悬吊于悬臂梁下,颗粒阻尼添加于中间质量块,组成带颗粒阻尼的双层隔振系统。在系统底部质量块上施加白噪声激励,识别出系统的固有频率。对无颗粒阻尼双层隔振系统和带颗粒阻尼双层隔振系统,分别测出在一定频率范围,不同电压激励下的幅频特性曲线,实验证明添加颗粒阻尼后系统的阻尼比有显著的提升,共振峰有了大幅度减小。说明颗粒阻尼对系统有显著减振效果。且在高振动加速度下,系统的一阶共振峰向低频偏移,可有效防止共振的产生。     

几何非线性黏性阻尼隔振系统的传递率特性

针对传统舰载非线性隔振系统中存在的抑制共振峰值和改善高频传递特性相矛盾的问题,首先,建立了包含非线性刚度、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼的非线性隔振系统数学模型,采用谐波平衡法进行解析求解;其次,对比分析了线性阻尼、库伦阻尼和几何非线性阻尼对隔振系统传递特性的影响规律,进一步研究了激励幅值对不同阻尼隔振系统振动性能的影响;最后,通过振动试验进行了验证。结果表明：增加系统库伦阻尼,虽然能够降低软特性隔振系统共振区传递率,但会导致硬特性隔振系统出现“频率岛”现象,同时高频隔振性能下降,而且随着激励幅值的增加,共振区隔振性能随之变差;增加系统几何非线性黏性阻尼,不仅能够有效降低共振区传递率峰值,而且能够保证高频区良好的隔振性能;几何非线性黏性阻尼拓宽了系统对激励幅值的适用范围,为非线性隔振系统设计提供了指导作用。     

双层精密隔振平台的最优控制研究

将主动隔振技术应用到双层精密隔振系统中,设计双层主动隔振系统,建立其动力学方程和状态方程。根据精密制造和精密仪器的隔振需求,提出控制目标,建立系统的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)最优控制模型,利用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,在不同激励下研究主被动系统隔振对象的加速度响应大小。仿真结果表明:双层主动隔振系统的隔振效果远远优于被动隔振系统。     

一个新的非线性迟滞隔振系统动力学模型

提出了一个新的非线性迟滞隔振系统的动力学模型,并导出了系统动力学模型的实用表达式。该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造,迟滞非线性阻尼力被表示为位移的函数,从而使数值计算变得简单易行,试验中的测量工作减少。模型中的各个参数物理意义明晰,各阶刚度系数能很好地反映系统中存在的线性和非线性特性,而阻尼函数能很好地反映系统的迟滞和耗能特性,运用阻尼函数还可对隔振系统中可能存在的干摩擦阻尼、粘性阻尼及高阶阻尼等各种阻尼成分进行有效的识别。     

复杂激励下双层隔振系统的主动控制研究

采用子结构矩阵分析法，研究了复杂激励下双层隔振系统的功率流传递特性；采用输入到基础的功率流最小为目标的最优控制策略，对主动作动器安装在3种方式下的控制效果进行了分析对比。研究结果表明：复杂激励下双层隔振系统低频的耦合以刚体模态为特征，高频则显示基础动态特性；作动器3种安装方式下的主动控制都能取得较好的隔振效果，其中安装在机器与中间质量之间的隔振效果最好。     

电磁阻尼器在线消除转子不平衡振动实验

研究了利用电磁阻尼器在线消除旋转机械运行过程中产生的不平衡振动问题.在分析电磁阻尼器的在线平衡原理基础上,建立了一套电磁阻尼器-转子系统实验台.通过控制两对磁极增益电流的大小及相位,实现了在转子上施加同频的电磁平衡力,达到了消除转子本身不平衡力的目的.研究结果表明,通过对电磁力的相位和大小进行优化控制,可以使2号轴承的水平和垂直方向振动分别降低了69%和55.6%,平衡后两个测量平面的同频振动分量均未超过10μm.实验结果证明,所采用的电磁阻尼器可以在不停机的情况下,对转子进行有效在线平衡,有助于延长转子的稳定运行周期.     

双层隔振系统主动控制的建模与仿真

针对双层隔振系统多自由度耦合振动的特性,采用隔振对象与中间质量的相对位移作为检测量,提出了一种双层隔振主动控制系统模型,并在M atlab/S imu link中建立相应功能模块,完成了双层隔振主动控制系统的仿真分析。仿真结果表明:该模型可有效实施振动控制。     

主动约束阻尼梁的分段线性二次规划自适应减振控制

为了提高对主动约束阻尼梁的减振效率和稳定性,依据能量法和有限元法建立压电约束阻尼梁的动力学模型,应用Ritz法缩减了系统模型,根据模型特点采用加速度二级反馈减振控制,并对控制系统Lyapunov方程的稳定性进行了证明,基于此提出一种分段线性二次规划(Piecewise linear quadratic programming,PLQR)自适应减振控制方法。通过对多种控制方式和不同初始频率时简支梁振动特性的分析,表明控制增益和补偿频率的选取直接影响减振控制的稳定性和收敛速度;PLQR自适应控制相对于线性二次规划(Linear quadratic programming,LQR)和恒增益恒频率调控对系统振动衰减最快;与被动约束阻尼减振相比,在固有频率附近电压和中点振幅的自适应变换最显著,具有更好的减振效果。     

汽车双层隔振系统的简谐振动隔离及参数优化

对汽车双层隔振系统的简谐振动隔离进行了深入研究,建立了含Ruzicka隔振器的汽车双层隔振系统的垂向振动模型,推导出隔振系统的绝对传递率公式.分析隔振系统动力参数对传递率的影响,应用MATLAB软件对双层隔振系统进行参数优化,确定了系统的最优阻尼比.结果表明:含Ruzicka隔振器的双层隔振系统隔振效果优于简单双层隔振系统.     

以压电陶瓷为作动器的主动隔振研究

本文讨论了压电陶瓷作动器的性能和基于共振情况下的柔性结构的高频窄带主动隔振技术。由压电陶瓷作为作动器，激振器作为干扰源，铝制悬臂梁作为结构组成了系统装置。由力传感器将结构的信号经补偿器补偿后作用于作动器组成了闭环主动隔振系统，最后给出了经典的二阶补偿下的闭环隔振实验结果。     

基于CMAC网络的主动隔振控制技术

针对主动隔振系统存在非线性,提出一种基于CMAC神经网络控制器的主动控制方法。由于系统的次通道使得控制器参数无法直接利用振动误差信号来调整,提出一种改进的同时扰动自适应算法,并证明该算法在数学期望上是一种随机梯度法。针对系统的非线性情况进行了仿真和试验研究,结果表明:与传统的FXLMS自适应前馈控制方法相比,所提出的方法对于存在非线性的周期性振动的隔振效果明显。     

复杂激励环境下精密隔振系统的振动传递率研究

在分析基础干扰单独作用下被动隔振系统和主动隔振系统振动传递率的基础上,定义了基础干扰和直接干扰同时作用的复杂激励环境下隔振系统的振动传递率概念,推导了复杂激励环境下被动隔振系统和主动隔振系统振动传递率的有关计算公式。系统研究了复杂激励环境下加速度反馈、速度反馈和位移反馈对隔振系统振动传递率的影响。     

带有三维激光干涉仪和压电位移执行器的新型主动隔振系统

我们为超精密测量系统开发了一种新型主动隔振系统。它由三套三维激光干涉仪传感器及六组压电位移执行器组成，以限制空间运动的六个自由度。实现实时补偿振动的功能。