轴向运动弦线横向振动控制的自适应方法

对轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制进行研究。此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分进行主动控制。分析未控弦线的横向振动的有界性。采用Lyapunov 方法获得自适应控制规律,并证实受控弦线横向振动的渐近稳定性。在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性。     

轮带系统横向振动控制的Lyapunov方法

研究轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制。利用Hamilton原理给出弦线和作动器的动力学方程,作动器的动力学方程中包含有张紧轮的质量。采用Lyapunov方法分析未控弦线的有界性,获得控制律,并证明受控弦线的指数稳定性。通过数值仿真,给出初始扰动下弦线的横向振动位移曲线,证实控制规律的有效性。     

多楔带传动系统带横向振动计算方法及优化控制

多楔带传动系统带横向振动的计算和控制是研究的难点。文中分别将带简化为弦线模型和梁模型,计算了典型三带轮多楔带传动系统中带横向振动的幅值;将基于弦线模型的带横向振动求解结果与梁模型结果对比分析,探讨在带横向振动的计算中用弦线模型替代梁模型的可行性;并以稳定状态下带横向振动幅值最小和弦线模型与梁模型结果之间相对误差最小为目标,通过优化带的各设计参数,实现对带横向振动的控制。     

轴向运动体系横向振动控制的研究进展

文中主要给出了轴向运动弦线、梁和板的一般动力学方程,总结了轴向运动体系横向振动分析与控制问题的研究现状。首先,轴向运动弦线横向振动分析与控制的研究起步较早,成果也很丰富。其次,考虑抗弯刚度,轴向运动弦线即可模型化轴向运动梁,轴向运动梁横向振动分析的研究成果相对较多,但在振动控制问题的研究上较少。最后,考虑一维轴向运动梁的宽度,将其扩展到二维即是轴向运动板模型,轴向运动板的研究起步较晚,在振动分析与控制上的研究成果也比较有限。     

轴向加速度运动弦线横向振动的数值计算方法

讨论轴向加速度运动弦线横向振动的数学模型、数值计算方法等问题。基于Coriolis加速度和Iagrangian应力公式，利用Newton第二定律导出轴向加速度运动弦线横向振动的动力学模型；通过线性变换将方程化为一阶无量纲的非线性微分方程组；并利用Crank-Nicoson的中点离散技巧，给出运动方程的单步二阶差分方法；算法把对运动方程和本构方程分别离散，使之可以用于不同本构的运动弦线的数值仿真。且方法对线性问题绝对稳定，对非线性问题也有较好的稳定性。作为应用实例，利用该方法对一类加速度运动弦线的横向振动进行数值仿真，利用弹性弦线的守衡公式检验数值结果的精度。并利用给出的数值方法分析速度、加速度、弹性模量等参数对弦线横向振动的影响。     

轴向运动弦线横向振动状态反馈的 H∞控制

首先运用鲁棒控制理论中状态反馈的H∞控制,对轮带系统作动器的角位移和角速度进行调控,实现了对轴向运动皮带横向振动的位移和角速度的控制。然后运用MATLAB进行仿真,对该控制方法的有效性进行了验证。结果表明,该方法解决了轴向运动弦线横向振动系统的不确定系统鲁棒镇定控制器的设计难题,保证了控制器的有效性、可靠性和实用性。     

对简谐力作用下含干摩擦管道系统的振动治理

实际工程中有许多同时含有粘滞阻尼和干摩擦阻尼的振动系统需要对其进行振动控制,以减少因此带来的结构损伤。依据频响仿真,结果表明经过一个暂态过程后,主振动系统振动为零。运用此方法对某化工厂苯加氢管道振动进行了治理,使其加速度响应降到了原来的1/10,达到了较好的振动控制效果。     

基于驻波法测量弦线共振频率和横波传播速度的实验

文章简述了驻波形成的原理,描述了用DH4618型弦振动研究实验仪测量有关物理量的具体方法。说明了要提高测量弦线横波传播速度的准确度,必须固定弦线长度不变的重要性。并通过两个实验验证了在弦线长度不变的情况下,测量弦线横波传播速度的准确度都在99％以上。     

均匀流管自由振动的能量分布特征

采用壳体理论分析均匀流管理,用管壁点振强沿厚积分得到单位宽度能量流的方式,推导出管道作自由振动时管壁和流体中的能量表达式,以能量比的形式均匀流管自由振动时的能量分布特性进行分析,确定了振动能量的传递形式和路径,为控制管路系统的振动传递并实测振动能量提供必要参数。     

机械手表的摆轮游丝系统

摆轮游丝系统是机械手表的核心部分,起到计时基准的作用。机械手表属于振动计时仪器,它的基本工作原理是利用一个周期恒定的、持续振动的振动系统,振动系统的振动周期乘以被测过程内的振动次数,就得到该过程经历的时间,时间=振动周期×振动次数,而振动系统在机械手表里就是我们常见到的摆轮游丝系统。摆轮游丝系统持续不断地振动,并且准确地计算出其振动次数,就可以计算出所经过的时间。但是摆轮游丝系统在外界因素的影响下,摆动的幅度将逐渐衰减甚至最后停止不动,为了使其不衰减地持续振动就必须定期地给摆轮游丝系统补充能量。机械手表中的能量来自于原动系统,同时通过机心内部的主传动系统将能量周期性地补充给摆轮游丝系统,而此过程是通过擒纵机构实现的。     

Adaptive vibration reduction of an axially moving string via a tensioner

Adaptive vibration control is investigated for axially moving strings with a tensioner. The tensioner is treated as an actuator. The Lyapunov analysis is employed to design a control law that asymptotically stabilizes the string. The proposed controller can estimate the parameters online. The Lyapunov stability guarantees the convergence of the transverse vibration of the controlled span of the string as well as the estimation error of the unknown parameters to zero. The proposed controller is numerically tested for the string under initial and external disturbances. Simulation results demonstrate the effectiveness of the controller.     

A study of moving string with partial state feedback

In this paper, we present the optimal gain for the boundary control of moving string system with which the transverse vibration decays with the largest negative exponent to zero exponentially. Also we use semi-difference scheme to convert the system to a lumped system and prove that the latter system is exponentially stable. For the case that moving string system does not have boundary control, we prove that every solution of the system is bounded and the total mechanical energy is changing periodically.     

多楔带传动系统轮——带振动的实测与计算方法研究

以一典型的由驱动轮、从动轮、张紧器和多楔带组成的三轮—带系统为研究对象,并对多楔带传动系统中轮的旋转振动、带的横向振动、张紧臂的摆动角度进行实测。针对三轮—带传动系统轮—带耦合振动,建立相应的数学模型。模型中,将带简化为轴向运动弦线,计算时应用Garlerkin法将带的时间—空间连续方程离散成为时间函数与空间函数之积。计算从动轮旋转角度波动、从动轮—带的滑移率、带段中点的横向振动位移、带横向振动的固有频率,并和试验值进行对比分析。结果表明,计算值与实测值吻合较好,从而计算模型和测试方法的正确性得到验证。该测试方法和计算方法对诸如发动机前端附件驱动系统等复杂的多楔带附件驱动系统动态特性的设计具有参考价值。     

轴向运动带的横向与纵向非线性振动

研究轴向运动带的横向和纵向自由振动问题。利用Hamilton原理,建立轴向运动带横向和纵向自由振动的耦合动力学模型。基于Galerkin方法对轴向运动带系统模型的状态变量作离散,得到带有非线性项的常微分方程组。通过数值仿真,给出轴向运动带的横向振动与纵向振动比较,轴向运动速度对带的横向振动和纵向振动的影响,以及初张力对带的横向振动和纵向振动的影响。     

横向磁场中轴向运动条形导电板的组合共振

给出了磁场中轴向运动条形导电薄板的动能、应变能以及电磁力表达形式,应用哈密顿变分原理,推导出了轴向运动导电板的非线性磁弹性振动微分方程。通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到横向磁场中对边简支边界约束轴向运动条形板的达芬型磁弹性振动方程。利用多尺度法进行求解,得到组合共振发生时确定共振幅值的幅频响应方程,并给出定常稳定解的判定条件。通过数值算例,得到轴向运动速度、磁感应强度、激励力和轴向拉力等参量不同时的振幅变化规律曲线图以及系统振动的时程响应图和相图,分析了不同参量对共振幅值和非线性特征的影响,并对系统呈现的概周期和混沌运动行为变化规律进行了分析。     

轴向运动矩形板的谐波共振与稳定性分析

针对轴向运动矩形薄板的非线性振动问题,在给出薄板运动的动能和应变能的基础上,应用哈密顿变分原理,推得几何非线性下轴向运动薄板的非线性振动方程。通过位移函数和应力函数的设定,并应用伽辽金积分法,得到四边简支边界约束条件下受横向激励载荷作用轴向运动薄板的达芬型振动方程。利用多尺度法对系统的非线性谐波共振问题进行求解,得到稳态运动下关于共振幅值的幅频响应方程。依据李雅普诺夫运动稳定性理论对定常解的稳定性进行分析,得到解的稳定性判别式。通过数值算例,得到不同横向载荷和轴向速度下共振幅值的变化规律曲线图以及对应的相图,讨论分岔点变化以及倍周期运动规律,分析横向激励载荷和轴向运动速度对系统非线性动力学行为的影响。     

Vibration reduction of the nonlinearly traveling string by a modified variable structure control with proportional and integral compensations

In recent years, the variable structure control (VSC) method is widely exploited for suppressing vibration. The reduction of vibration in an axially moving string can improve productive quality and enhance competitive ability. Our object of this paper is not only to supress vibration of the string, but also to achieve the command in a shorter time. The controllers, like VSC, fuzzy, neuro-network and so on, have not achieved all the requirements of transient and steady-state situations; nevertheless, combining the advantages of different controllers is inevitable today. In our research, it is both to propose more cost-saving controllers and to achieve not only suppressions of vibration string but decreasing time for transient and steady-state situations.     

轴向运动功能梯度梁的横向振动

新型非均匀复合材料,功能梯度材料具有防止脱层和减缓热应力等优良性能,将其应用于功能梯度梁的结构有着非常重要的工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理,建立轴向运动功能梯度梁横向自由振动的运动微分方程,其中假设功能梯度梁的材料特性沿梁厚度方向按各组分材料体积分数的幂函数连续变化;再对运动微分方程和边界条件进行量纲一处理,采用微分求积法对其进行离散化,导出系统的广义复特征方程,然后计算分析轴向运动功能梯度简支梁横向振动复频率的实部和虚部随量纲一轴向运动速度、梯度指标等参数的变化情况,并讨论量纲一轴向运动速度和梯度指标对功能梯度梁的横向振动特性以及失稳形式的影响。     

磁场中轴向运动导电板磁弹性主共振分析

给出轴向运动薄板动能、应变能以及电磁力虚功的表达形式。应用哈密顿变分原理,推得横向磁场中轴向运动条形导电薄板的非线性磁弹性振动方程。针对对边简支边界约束条件,通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到三阶位移展开形式下轴向运动板的非线性振动微分方程组。利用多尺度法对系统的主共振问题进行求解,分别得到三种频率关系条件下关于稳态解的幅频响应方程。依据李雅普诺夫稳定性理论对解的稳定性进行分析,得到相应的稳定性判别式。通过数值算例,得到轴向速度、磁感应强度、激励力幅值及板厚不同时的振幅变化规律曲线图,分析不同参量对共振幅值和非线性特征的影响,并对不同频率关系进行比较。