超低频标准振动台非线性运动方程共振/非共振解比较

给出了一类超低频标准振动台非线性运动方程的两种近似解析解——非共振解法和共振解法。通过对其解的组成及方程中系数改变的分析计算 ,可知 ,采用非共振解法 ,在强阻尼的情况下 ,可较好地表达了振幅、相位与频率间的关系 ,且能容易求出解中各次谐波分量值 ,在弱阻尼下 ,则不能全面地反映非线性方程同频多值现象。而共振解法则不管阻尼大小 ,均能较好地反映振幅、相位与频率间的关系 ,缺点是较难求解出各次谐波分量值。通过对两种解析解的比较分析研究 ,为今后设计波形失真度最小的超低频标准振动台结构参数提供了理论依据。     

三轴标准振动台簧片解耦结构遗传算法多参数优化设计

针对三轴标准振动台簧片解耦结构低固有频率及非线性特性导致的工作频率范围受限及输出振动波形严重失真等问题,首先基于确定的解耦结构关键参数及简化组合,通过Ansys模态和瞬态动力学分析,得到相应参数变化时三轴标准振动台的固有频率和输出波形失真特性。进一步,采用多元非线性回归法建立准确表征固有频率、失真度与关键结构参数间非线性变化关系的回归方程,并基于NSGA-II遗传算法对簧片解耦结构进行多参数优化,求解得到前3阶固有频率、弯曲振型固有频率最大可分别提升123.95%、166.85%及失真度最大可降低36.83%的最佳簧片结构参数。最后,实验测试表明最优簧片解耦结构对应的三轴标准振动台在固有频率及输出波形失真度两方面性能均得到提升,验证了簧片解耦结构遗传算法多参数优化设计的有效性,为其他多维柔性结构优化设计提供了参考。     

振动传感器自动标定装置

本文提出的振动传感器自动标定装置由IBM—PC微机、专用测控箱和一系列软件包组成。与低频标准振动台、功率放大器和激光测振仪配合,成功地实现了高精度程控扫频信号输出,低频和超低频振动信号计量与失真度分析,振动台定运动量控制和振动传感器的绝对、相对法标定。为一些要求经常进行大量振动传感器标定的部门提供了一种快速、准确和实用的手段。     

三轴六自由度液压振动台性能分析

性能分析是三轴六自由度液压振动台交付使用之前必须进行的工作,主要包括:加速度波形失真度、信噪比、不均匀度和横向比,位置波形失真度等。围绕上述性能分析范畴并结合振动试验相关技术规范,给出各性能指标测试和计算方法,并对所研制的振动台进行大量实验以评估各个性能参数;研究结果表明,所研制的液压振动台满足加速度不均匀度不大于15%、信噪比大于45 dB、失真度不大于15%、横向比不大于15%和位移波形失真度不大于5%的设计预期,为研制和使用三轴六自由度振动台提供技术参考。     

超低频振动台数字化改造

通过改善振动台标定系统的线性来减小其信号失真度是振动台标定系统的一个关键问题,对振动台标定系统实现数字化标定是技术上的重要发展趋势。本文提出采用主频信号提取技术去除由振动台标定系统的非线性引起而产生的噪声信号和减小振动台标定系统的信号失真度。本文同时提出了一种局部细化傅立叶变换方法和采用了数据库来管理振动台对振动仪器的标定结果,编写了数字化标定软件,设计了采集仪,从而实现了XS型超低频振动台标定系统的数字化改造,提高了标定结果的精度。     

超低频标准振动台波形复合迭代自学习控制策略研究

将迭代自学习控制与传统ＰＩＤ 控制相结合构成一种新的复合控制策略,应用于超低频标准振动台台面正弦波形的反馈控制上,获得了满意的结果     

校准用低频垂直向振动台的研究

对测振传感器进行相对校准或绝对校准,都要求作校准用的振动标准装置中的振动台能提供波形近于理论上正弦的振动运动。根据有关研究报告分析,由振动台台面加速度波形失真引起的加速度校准误差△d_a=±0.36da,其中da为台面加速度失真以百分数计。考虑到振动标准装置的总校准误差还和许多别的因素有关,因此一般均规定波形失真度的数值不大于整个标准装置的校准精度。例如,校准精度为≤±2％时,在装置中工作的振动台的加速度波形失真应不大于2％。     

电液振动台正弦振动自适应控制方法

电液振动台是大型结构正弦振动模拟实验的关键设备。受液压系统频宽及系统中存在的死区、摩擦力等因素影响,正弦振动实验中加速度输出信号存在跟踪精度低、波形失真度大等问题。为提高电液振动台控制精度,提出正弦振动自适应逆控制及谐波抑制复合控制策略。通过带遗忘因子的RLS算法构建自适应逆控制器,提高正弦波形的跟踪精度。基于快速块LMS算法构建双次自适应谐波抑制控制器,减小系统加速度输出信号波形失真度。最后通过振动台实验,验证了控制策略的有效性。     

不同振动条件下伺服阀弹簧管开裂试验

通过对某型号伺服机构在随机振动过程中伺服阀弹簧管开裂现象的分析研究,确定了弹簧管开裂是由于振动台及夹具固有频率与伺服阀衔铁部件一阶固有频率存在耦合,造成伺服阀弹簧管谐振,引起振动量级放大而导致的。为分析不同振动台、不同振动夹具以及同一整机下不同安装通道对伺服阀弹簧管在随机振动时的影响,分别开展了3项对比试验。通过试验对比分析发现,不同条件对伺服阀弹簧管处的振动量级均有影响,其中16 t振动试验台、随机振动夹具和整机A通道在某伺服机构Y向振动时,对振动量级均有明显的放大作用,易引起弹簧管的谐振并造成疲劳开裂。     

超低频振动校准自动控制系统的研究

针对超低频振动校准过程中测试时间长且效率较低的问题,设计了一种基于个人计算机及虚拟仪器技术开发的超低频振动校准自动控制系统.该系统由超低频标准振动台、功率放大器、激光测振仪、位移传感器、信号发生器、频比计数器、数据采集卡、计算机与测控软件等组成.通过线性逼近与逐步移频相结合的算法,精确控制振动台在超低频时迅速到达设定振...     

Output waveform analysis of an electro-hydraulic vibrator controlled by the multiple valves

The existing research of the electro-hydraulic vibrator mainly focuses on system stability, working frequency width and output waveform distortion. However, this high frequency performance of the electro-hydraulic vibrator is difficult to be improved greatly due to fast insufficiently frequency response of the servo valve itself and limited compensation capability of the control structure in the vibrator system. In this paper, to realize high frequency vibration, an improved two-dimensional valve （here within defined as a 2D valve） as a main control component is adopted to the parallel connection with a servo valve to control the electro-hydraulic vibrator, Because the output waveforms of this electro-hydraulic vibrator are incapable to be verified through timely feedback as in the conventional electro-hydraulic servo system, the analysis to the output waveform becomes crucial to the design and control of the electro-hydraulic vibrator. The mathematical models of hydraulic actuation mechanism and the orifice area of the parallel valves connection are established first. And then the vibration process is divided into two sections in terms of the direction of the flow, the analytical expression of the excited waveform is solved. Based on relationships exist between working states and the control parameters the analytical results, the vibration boundary positions and the are derived. Finally an experimental system was built to validate the theoretical analysis. It is verified that this electro-hydraulic vibration system could achieve high working frequency, up to 2 000 Hz. The excited waveform is similar to the sinnsoidal waveform. And the ascent and decent slopes of the waveforms are somewhat asymmetrical. This asymmetry is not only caused by the change of the direction of the elastic force but also dependent on the bias position of the vibration. Consequentky the distortion of effective working waveform is less tha~ 10%. This electro-hydraulic vibrator controlled by the multiple valves could not only greatly enhance the working frequency but also precisely control the vibration characteristic variables such as waveform shape.     

小型扭杆弹簧倾斜仪机械振子的力学性能分析与改进设计

介绍了小型扭杆弹簧倾斜仪的工作原理,使用ANSYS有限元分析软件对扭杆弹簧振子进行了静态、模态等分析,给出了应力云图和各阶振型图。从理论和实验方面研究了扭杆弹簧振子的固有频率,结果表明,实验测试与理论估算值同ANSYS分析值大体吻合。分析了倾斜仪的灵敏度与电容传感电路的灵敏度、扭杆弹簧振子几何尺寸等之间的关系,提出了一种新的振子弹性结构,有限元分析结果表明:此结构有利于提高倾斜仪的机械灵敏度,减少交叉耦合误差,增加了仪器机械本体的稳定性。     

碟形弹簧负刚度在低频精密隔振中的应用研究

负刚度机构可用于系统的低频隔振,本文设计了一种新型的利用碟形弹簧负刚度的低频被动垂直隔振系统。碟形弹簧具有非线性变形特性,并且在一定条件下,碟形弹簧具有负刚度的特性。将碟形弹簧在负刚度区间与正刚度弹簧并联,通过合理选择参数,使得隔振系统的刚度在平衡点附近趋向于零,隔振系统的固有频率可以达到极低,从而使其隔振频带加宽,可实现低频隔振的目的。通过计算机仿真计算,证明并联机构具有良好的低频隔振效果。     

Dynamic behavior of cracked pipe conveying fluid with moving mass based on timoshenko beam theory

In this paper we studied about the effect of the open crack and the moving mass on the dynamic behavior of simply supported pipe conveying fluid. The equation of motion is derived by using Lagrange’s equation and analyzed by numerical method. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged pipe segments i.e. the crack is modeled as a rotational spring. The influences of the crack severity, the position of the crack, the moving mass and its velocity, the velocity of fluid, and the coupling of these factors on the vibration mode, the frequency, and the mid-span displacement of the simply supported pipe are depicted.     

新超低频任意信号发生器

以单片机为核心,设计了一个超低频任意函数信号发生器.该信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、三角波、方波和锯齿波及其他任意波形,且超低频的功能突出.详细介绍了任意波形的生成原理、硬件电路设计以及软件系统部分的设计原理.波形的频率和幅值在一定范围内可任意改变.与传统信号发生器只有固定的几种输出波形相比,具有输出波形的任意化和低频精度高的特点.     

磁致伸缩换能器振子及其性能分析

基于等截面细棒纵振动的振速方程及其通解，推出了棒型磁致伸缩换能器振子的频率方程，分析了其振速和应力分布、前后振速比等性能参数，讨论了在最佳阻抗匹配条件下换能器振子的设计问题，最后给出了一典型实例。     

基于最近邻均匀设计神经网络逆模型的电磁标准振动台谐波控制方法研究

针对低频电磁标准振动台输出振动受刚度非线性影响而产生严重谐波失真问题,首先基于非线性特性幂级数等效原理,分析了输出振动的加速度失真特性。然后,为克服振动台逆模型辨识样本传统均匀采样法存在的效率低及精度差等问题,提出了最近邻均匀设计输入输出样本提取方法,由均匀设计法在传统采样点中选择小样本数据集,再依据近邻法将不能准确辨识的其他样本点加入数据集,构成最优训练样本集。进一步,辨识得到待控制振动台的神经网络逆模型,将其与原振动台模型串联后构建了谐波失真开环控制系统。最后,仿真及实验分析表明,神经网络控制可将整个工作频段内不同位移幅值振动加速度失真控制在标准要求的2%以内,而提出的最近邻均匀设计样本优化神经网络控制具有更优的谐波失真抑制效果。