水下悬浮隧道张力腿的时滞减振控制研究

基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞反馈控制策略,建立了参数激励作用下水下悬浮隧道张力腿的非线性振动控制方程,利用Galerkin法和线性稳定性分析,得到时滞作用下控制系统稳定性边界条件。通过数值计算分析了不同控制参数对振动响应的影响。结果表明,合理的时滞值和增益值,能大幅降低水下悬浮隧道张力腿的振动响应,提升结构稳定性。     

时滞加速度反馈控制下悬索的主共振分析

利用Hamilton变分原理,忽略弯曲、扭转以及剪切刚度的影响,研究轴向时滞加速度反馈控制下悬索的主共振响应,得到悬索的面内非线性运动方程,并采用Galerkin方法可得时滞微分方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下悬索第一阶正对称模态的主共振响应近似解,通过数值算例,分析系统响应与控制参数的关系和时滞值对索力的影响。研究结果表明:主共振响应存在多解和跳跃现象,且随时滞值的增大呈周期性变化,合理选择控制增益和时滞值,可以有效抑制悬索的大幅振动,达到良好的控制效果。     

压电弹性梁主共振响应的时滞加速度反馈控制

应用时滞加速度反馈控制方法研究压电弹性梁主共振响应的减振控制。基于Hamilton原理和时滞加速度闭环反馈控制策略,建立了压电耦合弹性梁的非线性动力学模型。采用多尺度方法,得到了受控梁主共振响应的一阶近似解及稳定性条件,进而给出了响应峰值和临界激励幅值的表达式,并给出算例分析。结果表明:采用时滞加速度反馈控制可以有效减振,其主共振响应受时滞值周期性影响,合理选取控制增益和时滞值,可以避免主共振区及多值不稳定解,提高振动控制效果。     

基于吸振器控制的轧机辊系时滞反馈研究

考虑四辊轧机液压缸非线性弹簧力约束的因素,建立带有吸振器的两自由度轧机辊系模型。引入时滞反馈控制函数,设计带吸振器的轧机辊系振动位移、振动速度时滞反馈控制方程。通过分析轧机辊系振动极限环幅值和幅频特性的稳定性,得到不同反馈增益参数和时滞量参数对轧机辊系主系统的影响规律。适当地增大反馈增益系数g1和g2,减小时滞量系数τ1和τ2,可以改善系统的稳定性和收敛性。     

含双时滞振动主动控制系统超谐共振及亚谐共振分析

该文采用增量谐波平衡法求解含双时滞振动主动控制系统的超谐共振和亚谐共振响应。讨论了使系统发生亚谐共振的激励频率取值范围,分析了时滞、反馈控制增益、激励幅值、非线性项系数等系统参数对系统超谐共振和亚谐共振响应的影响规律。结果表明:各参数对系统的超谐共振和亚谐共振响应有显著影响,发生亚谐共振的外激励频率的实际取值范围,受到各系统参数的影响。     

含时滞反馈控制的直齿圆柱齿轮主共振分析

为了减小直齿圆柱齿轮系统由于外载荷波动和时变啮合刚度引起的振动,建立了直齿圆柱齿轮的时滞反馈减振动力学模型,并利用多尺度法对时滞反馈齿轮传动系统进行求解,获得了齿轮系统主共振频率响应方程,通过分析比较载荷波动、啮合刚度波动和时滞反馈控制参数对主共振的影响,可以得出:齿轮系统存在的载荷波动和啮合刚度波动都会导致齿轮系统主共振不稳定;合理匹配的时滞控制参数能够使主共振快速收敛到稳定解,反之可能导致系统振动加剧,使系统稳定性变差。     

多频激励作用下悬索时滞减振控制研究EI北大核心CSCD

悬索作为一类典型的柔性结构,因其本身质量轻,柔性大,阻尼小等特点,在多频激励的作用下容易产生大幅振动,易造成结构疲劳破坏,从而导致工程灾害的发生。因此,悬索的振动控制是工程实际应用中亟须解决的问题。该研究采用时滞速度反馈控制策略对多频激励下的悬索进行减振控制。基于Hamilton变分原理,建立多频激励下受控悬索的非线性振动控制模型。利用Galerkin法得到离散后的时滞微分方程,通过多尺度法求解受控悬索发生超谐波与亚谐波联合共振时的幅频响应方程,并判断稳态解的稳定性,分析了受控悬索的非线性动力学行为,以及控制系统参数对共振响应的影响。研究结果表明,多频激励时悬索系统同时出现超谐共振和亚谐共振响应的特性,随着时滞值的增大不同分枝之间距离减小,随着控制增益减小分枝的稳定和不稳定解的相位趋于接近。通过调节控制增益和时滞值的大小可以改变共振范围、响应幅值及其相位,达到最优控制效果。     

非线性隔振系统反馈控制动力学特性研究

建立含速度反馈控制的两自由度非线性隔振系统模型,推导系统的幅频特性关系式;研究反馈控制增益对幅频特性曲线的影响,得到曲线共振峰随反馈增益变化的规律。当增益增大时,共振峰左移并逐渐消失,本质上反映了该反馈对大幅值振动的抑制过程。通过计算分析反馈控制时系统的Lypunov指数谱随控制参数变化的规律,得到可用于系统混沌控制的参数范围,表明系统在一定的参数条件下可以处于混沌状态和周期状态。通过实验研究观察到系统出现的基频和超谐波响应,通过控制可以使得线谱成分得到有效降低,从而可为非线性隔振系统混沌控制和设计提供有益参考。     

时滞控制下的微梳状驱动器动力学研究

在微梳状驱动器的直、交流两种驱动电压中,加入时滞速度反馈,建立了时滞影响下的微梳状驱动器的单自由度模型。假设驱动器以微小振幅振动,将含速度时滞反馈的静电驱动力进行泰勒近似展开,应用多尺度法得到时滞参数影响下系统的幅频响应方程;驱动频率在共振频率附近时,系统非线性振动随时滞参数改变时发生跳跃现象;不同的直流电压等物理参数状态下的系统振动频率和软硬特性不同,可以通过改变时滞参数控制不同物理参数下的系统的振动的稳定范围和幅值。经过计算并使用数值方法验证了结论,正时滞参数引起系统振动失稳,负时滞参数可使振动幅值跳跃现象消失。     

速度反馈对多自由度微陀螺非线性影响的控制

为揭示多自由度微陀螺非线性系统中速度反馈项对系统动力学特性的影响规律,探索减小或消除非线性影响的控制方法,以一类4自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,应用多尺度法分析了时滞速度反馈控制反馈增益对微陀螺输出响应的影响规律.研究发现:时滞量为零的条件下,反馈增益主要影响幅值大小;正的速度反馈增益会放大非线性的影响,系统出现...     

非线性阻尼非线性刚度隔振系统参数识别

针对同时含有非线性刚度、非线性阻尼的振动系统,提出了两类参数识别方法。第一类方法是基于非线性振动系统中的振幅跳跃现象,通过跳跃点的测量得出振幅跳跃点的激励频率和幅值,用谐波平衡法识别出非线性振动系统的非线性刚度、非线性阻尼参数。第二类方法是涉及时域响应,通过希尔伯特变换获得非线性系统自由振动的响应幅值和相角,结合双非线性振动系统在瞬态激励下的解析解,获得系统的非线性刚度和阻尼。以非线性刚度非线性阻尼隔振系统为例,通过数值模拟对给出的两类参数识别方法加以验证,并对结果进行较比,识别参数相吻合。可以为实验条件下,含非线性刚度、非线性阻尼隔振系统的参数识别提供理论指导。     

低频参激下具有分布时滞分数阶Duffing系统的振动分析

针对受到低频参激和低频外激驱动且包括分布时滞的分数阶Mathieu-Duffing系统,该文研究了在任意分数阶谐波共振下的振动机理。在数值格式方面,该文采用一种基于Caputo导数定义的精确数值算法,将传统振动系统中的渐进解析分析方法拓展到分数阶振动系统,从理论上给出了各谐振频率处稳态响应幅值的统一解析结果,以揭示低频参激对共振频率项的影响机制,并给出2种参激频率影响模式。研究发现,外激频率会引起系统稳态响应幅值的鞍节分岔现象,在数值结果中呈振幅跳变现象,确定了由分数阶阻尼阶次诱导的三重鞍结分岔现象。此外,该文进一步考虑将分布时滞参数作为控制参数,成功预测并验证了由时滞强度系数诱导的跨临界分岔现象。     

超磁致伸缩致动器非线性动力学的分数阶时滞反馈控制

设计了一种分数阶时滞反馈控制器,用于控制单自由度的超磁致伸缩致动器（GMA）的非线性动态响应。考虑到预压碟形弹簧机构引入的几何非线性因素影响,建立了GMA系统的非线性数学模型。利用平均法求解系统在含分数阶时滞反馈控制策略下主共振的幅频响应方程,根据Routh-Hurwitz准则得到系统的稳定性条件。通过数值模拟研究GMA系统中关键结构参数对幅频响应特性的影响,以及主共振峰值和系统稳定性随每个时滞反馈参数变化的特性规律;通过分岔图和Lyapunov指数图得到外激励幅值对系统混沌运动的影响;最后调节时滞反馈增益和分数阶次抑制系统的混沌运动。结果表明,时滞反馈增益和分数阶次能够有效抑制系统的主共振峰值和不稳定区域,可以将系统响应从混沌运动调整为稳定的周期运动,提高系统的稳定性。     

基于电子隧道效应的纳米梁非线性振动控制

以Euler-Bornoulli梁为振动模型,提出了基于电子隧道效应的纳米梁非线性振动控制方法。隧道效应电流具有高灵敏性、高精确性的特点,可用于检测纳米梁的振动信号。应用位移和速度电压反馈控制器,考虑时滞反馈影响,建立基于隧道效应的纳米梁时滞非线性振动控制方程,应用多尺度方法得到纳米梁主共振的幅频响应方程。研究了直流和交流激励电压、控制增益和时滞等参数与纳米梁振动非线性之间的关系,分析了减弱系统非线性、增强系统稳定性的影响因素。研究结果表明,通过选择合适的控制增益和时滞,适当减小直流和交流激励电压幅值可以降低振动的非线性,提高系统的稳定性。     

含时滞空间网格结构振动的动态矩阵预测控制

研究含时滞的空间结构振动控制问题。阐明和分析了空间结构的时滞及其产生原因。基于动态矩阵预测控制方法,构造了预测模型和优化策略,进而提出对含时滞空间结构振动控制的改进方法和控制参数选择的一般原则,可解决模型参数和外部干扰不确定的含时滞被控系统的振动控制。以球面施威德勒网壳结构为算例,针对含时滞和不含时滞的空间结构系统进行了振动控制数值计算和比较;研究表明,动态矩阵预测控制方法适用于含时滞的空间结构振动控制,而准确预测系统的未来输出、选择恰当的采样周期等是实施振动控制的关键因素。     

压电耦合悬臂梁的时滞反馈控制及稳定性分析

基于加速度&;#61485;时滞闭环反馈控制策略,建立压电耦合柔性悬臂梁的动力学模型,通过运用模态分析和对系统自由振动的平凡解的分析,建立了在考虑压电耦合作用和反馈时滞条件下的系统稳定性条件和分析方法,并给出了具体算例;进一步的算例分析表明,时滞的不合理忽略有可能导致系统响应发散,而合理的时滞量也可用以提高振动控制的效率     

时滞加速度反馈的振动主动控制方法研究

在采用加速度传感器的振动主动控制中,为了克服加速度信号经数值积分分别得到位移信号和速度信号时的累积误差,并考虑系统中的输入时滞,基于等维法(Reduction Method)和输出状态导数反馈思想,提出一种连续时滞加速度反馈控制器设计方法。为了在实际测控系统中便于计算机操作,应用积分离散化方法,将该连续控制器转换为离散形式。以粘贴有压电陶瓷和加速度传感器的智能梁为仿真控制对象,采用该控制器控制含输入时滞的智能梁的自由振动系统,并与加速度反馈控制器控制的同一时滞系统的稳定性及控制效果作对比。仿真结果表明,所提时滞加速度反馈控制器具有较宽的参数稳定区间和较好的控制效果,且当系统时滞存在较小扰动时,该控制器对时滞量具有一定的鲁棒性。     

一类相对转动系统的复杂运动及时滞速度反馈控制

研究一类典型的相对转动系统的系统参数引起的复杂运动(如混沌运动和安全域侵蚀),并对系统施加时滞速度反馈来控制系统的这些复杂动力学行为,从而保障系统的振动可靠性。利用Melnikov函数法获得时滞速度反馈控制相对转动系统产生混沌和安全域分岔的临界激励;并数值模拟了系统在不同控制参数条件下的动力学行为,从而验证了理论分析的正确性。研究结果表明,在正的反馈增益系数下,时滞速度反馈能够有效地用于控制相对转动系统的混沌运动和安全域侵蚀。     

武广高速铁路无砟轨道路基动力响应试验研究

在武广高速铁路典型路基断面埋设测试元件,分别于“联调联试”阶段和运营2年后进行了动车组列车荷载作用下的路基动力试验,实测了路基动应力、振动加速度、振动速度等动力响应。分析了路基动力响应与列车速度的关系、动力响应沿路基深度变化规律和路基动力特性在运营前后的变化情况。结果表明：基床表层顶面轨下位置动应力响应比中线处大;动态响应在基床表层范围内最为强烈且衰减较快;列车荷载速度对动应力幅值影响较小,对振动加速度幅值影响较大。运营2年后与“联调联试”阶段相比,基床表层顶面动应力幅值、振动速度幅值相差不大,而振动加速度幅值在“联调联试”阶段较大;两次试验测得的z=2.7m时(基床底层底面)路基动应力幅值和振动加速度幅值的衰减率依次为73.40%~79.30%和79.28%~86.90%,z=4.2m时（路基本体内）两者衰减率依次为82.99%~89.06%和92.78%~96.31%;而振动速度幅值,z=1.8m时（基床底层内）衰减率范围为75.62%~80.80%。     

变时滞空间网格结构振动问题的改进动态矩阵预测控制

研究风荷载激励下考虑变时滞空间网格结构的振动控制。在分析结构变时滞产生原因的基础上,基于动态矩阵预测控制算法,构造预测模型和优化策略,提出对变时滞空间网格结构振动控制的改进方法和控制参数选取的基本原则,指出准确预测系统的未来输出、选择恰当的采样周期是实施振动控制的关键因素。以柱面网壳结构为例并选取适当参数,针对变时滞有控与无控的结构振动系统进行风振控制数值分析与比较。研究结果表明:运用该方法对变时滞空间网格结构的振动控制,可获得满意的控制效果。