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。     

双层隔振系统耦合振动主动控制试验研究

为减少柴油机交变力向基础的传递，提出多点自适应有源控制策略，进行双层隔振系统多方向耦合振动的主动控制试验研究。以双层隔振系统的上层质量来模拟柴油机，在下层质量上合理地布置次级振源，选取合适的误差评价点，针对这些点的振动响应实施控制。当自适应过程收敛时，下层各拾振点的振动在最小均方误差准则下得到有效抑制，则下层质量的耦合振动自然得到了有效的控制，从而减少了对基础的力传递。主动隔振模拟试验结果表明，这种多点自适应有源隔振策略对于多方向耦合振动的有源控制是切实可行的，而且简单、实用。     

柔性耦合隔振系统主动控制方法的仿真研究

针对柔性耦合主动隔振系统,本文采用阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合的方法,建立了包括被隔离设备、电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的柔性耦合系统的数学模型。并在此基础上,应用线性二次型高斯控制方法(linear quadratic Gaussian,LQG)对隔振系统进行了主动控制器的设计,最后通过仿真证明了控制方法的有效性。     

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。     

复杂耦合隔振系统的实用解研究

针对工程实际中的复杂柔性耦合系统 ,本文对建立在柔性基础 弹性浮筏上的隔振系统应用子系统导纳法进行分析 ,推导了耦合系统动态功率流传递计算公式。在研究中 ,将浮筏和基础的基频与被隔振机组固有频率之比作为特性参数 ,对系统在不同频率比下的传递特性进行了计算研究 ;针对计算结果 ,分析了浮筏的弹性和基础的柔性对耦合系统的传递功率流的影响 ,给出了可以将基础或浮筏当作刚体来处理的弹性变化范围。     

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。     

基于弹性舱段结构的浮筏主动隔振系统实验研究

建立了一个坐落在弹性舱段结构上的浮筏隔振系统,采用4个液压作动器和18个BE-400隔振器并联安装在浮筏和舱段结构之间,每个作动器独立地控制自己安装点处的加速度响应。基于滤波x-LMS算法和误差通道离线建模,采用加速度前馈控制对该系统进行了四输入四输出的主动隔振实验研究。实验结果表明：该主动隔振系统能有效地隔离上层浮筏结构向下层舱段结构的振动传递,激励频率处振动衰减量可达7dB~46dB,0~400Hz范围内整体振动衰减量达到3dB~8dB。     

空间高微重力主动隔振系统动力学建模

为了满足未来我国空间科学实验对高微重力环境水平的要求,需要发展高水平主动振动隔离技术来保证实验需要的高微重力水平。介绍了微重力振动隔离技术的研究现状,根据我国科学实验载荷的发展要求提出了空间高微重力主动隔振系统设计方案,建立隔振系统的动力学模型并做出了仿真分析,结果表明,线性化后的动力学模型可以用于隔振系统的主动隔振控制。     

复杂弹性耦合隔振系统振动建模研究

用一种子结构建模方法建立了复杂弹性耦合隔振系统的振动方程 ,解决了以往复杂弹性耦合隔振系统中弹性筏体及非刚性基础的振动建模的问题。首先 ,详细介绍了复杂弹性耦合系统子结构建模的步骤 ;然后通过对一个具体算例的计算 ,比较了本文方法计算的结果和 ANSYS建模得到结果 ,可以看出两种计算结果的各阶固有频率结果都非常接近 ,从而证明了本文的方法是正确有效的 ;最后 ,用实验模态分析的方法进一步验证了本文的子结构方法对复杂弹性耦合隔振系统建模理论的正确性。     

利用功率流传递函数预测主动隔振的有效性

针对设备柔性安装问题，建立了有限板式基础、电磁式作动器的主动隔振系统的模型，通过对功率流传递函数进行解析分析找出影响隔振效果的因素，得到改善主动隔振效果的控制策略，最后用数值仿真验证了推论的正确性.     

一类复杂系统的功率流传递特性及其主动控制

综合考虑工程实际中多激励,多支承机组的柔性安装问题,建立了主被动复杂柔性隔振系统的统一动力学模型,将导纳方法推广到主动隔振分析中,采用了子结构导纳综合法对弹性板基础上主动隔振系统的传递功率流进行了分析,并从插入损失的观点探讨了功率流的主动控制策略,揭示了含有主动作动元件的柔性耦合系统的功率流传递机理。     

空间柔性机械臂弯扭耦合振动的主动控制研究

由于太空机械臂的结构形式和末端操作对象的影响,空间多连杆机械臂系统存在着强烈的刚柔耦合的非线性特性。针对伺服驱动的空间柔性机械臂系统,基于经典振动理论,提出柔性臂弹性弯曲、扭转的变形假设,然后采用假设模态法和Lagrange方程得到系统的动力学方程。为了抑制系统在大范围运动过程中的弯曲、扭转弹性振动,提出了基于Lyapunov稳定性的模糊自适应速度反馈控制策略。数值仿真结果表明:空间机械臂系统在转动过程中必然会激起柔性臂的弹性振动;采用提出的控制策略利用压电剪切致动器和压电扭转致动器不仅可以抑制柔性臂的弯曲和扭转振动,还可以降低伺服电机的驱动扭矩,提高柔性机械臂系统的末端定位精度。     

双层隔振系统量化因子模糊自调整主动控制技术研究

针对常规模糊控制器量化因子自调整困难、难以做到在线自适应的问题,提出一种应用于柴油机双层隔振系统主动控制的量化因子模糊自调整控制策略。它利用系统误差和“标准加速度”的信息作为输入,通过模糊推理实现模糊控制器输入输出量化因子的在线自调整。仿真和试验结果表明,此控制策略能明显地提高系统的隔振效果。     

基于ADAMS的柔性基础振动系统隔振性能分析

为了深入分析船舶动力机械隔振系统中的基座柔性因素,将ADAMS软件与有限元软件结合,研究柔性基础单层隔振系统的频域特性,计算不同参数条件下的加速度振级落差,分析了隔振性能。     

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。     

Instantaneous optimal control with acceleration and velocity feedback

In the experimental demonstration of aseismic control systems, difficulties were encountered in the measurement of the displacement response of the structure. During earthquake ground motions, both the building and the ground are moving so that there is no absolute reference for the determination of the displacement response. An optimal control algorithm is proposed herein, which utilizes the measurements of acceleration and velocity responses rather than the displacement and velocity measurements. Such an optimal algorithm is developed based on the instantaneous optimal control theories, and it is evaluated and compared with other available optimal control laws. Numerical results indicate that the performance of the proposed optimal algorithm is as good as that of other optimal control laws currently available. However, the contribution of such an optimal control law to the practical implementation of active control systems for seismic hazard mitigations may be quite significant.     

基于PC的刚～柔耦合隔振系统功率流测试仪器

针对刚性设备～柔性基础组成的耦合隔振系统 ,本文提出了一种信噪比较高的功率流测试方案 ;利用C语言和Matlab工具箱开发了一套基于PC的功率流测试仪器 ,并已成功应用于—浮筏模型上。     

磁流变弹性体隔振缓冲器设计及实验研究

磁流变弹性体是一种剪切模量可由外加磁场控制的智能材料,在半主动控制、着陆缓冲等方面具有广阔的应用前景。本文在此基础上探讨了基于磁流变弹性体的隔振器的磁路计算方法和结构设计准则,并设计出隔振器原型样机,通过改变控制电流和正弦波激振频率,考察隔振器的振动控制响应特性。实验结果表明在一定的频率范围内,该隔振器具有良好的隔振效果。     

网结构隔振特性的理论与实验研究

针对航天器微振动高性能隔振的特殊要求,提出一种基于网结构的新型隔振方法,对由振源-网结构-弹性边界构成的耦合系统进行了振动建模与分析。对于网结构,采用子结构导纳综合法建立其模型,获得了垂直于网面的频域振动方程;对于边界梁,采用弦-梁单向耦合,将动态张力沿垂直和水平方向分解,得到振动响应的完整描述。在此模型基础上,分析了耦合系统的振动传递特性。为验证理论的正确性,设计并搭建了网结构微振动实验台。结果表明,网结构平台具有良好的被动隔振效果,在较宽的频段内,可以实现20dB以上的振动衰减。