电磁式有源吸振器及其特性实验分析

电磁式有源吸振器及其特性实验分析张洪田，张天元，刘志刚，柳贡民，张文平（哈尔滨工程大学）一、概述动力吸振器是由于Ｆｒａｈｍ于１９０２年提出，至今已有近百年的历史。由于它结构简单，又能有效地抑制定频强迫振动，在实践中得到广泛应用。目前，动力吸振器的参数...     

一种新型电磁式吸振器的设计与分析

设计并分析一种新型电磁式主动吸振器,研究其输出力的稳定性以及最大输出力。对其磁路结构进行仿真并用等效磁路法分析磁路,得到本电磁作动器的输出力计算公式。针对不同磁力的永磁体和直径各异的线圈对作动器输出力进行定性分析。主动吸振器的仿真计算与实验室输出力测试结果进行了对比。     

电动式主动吸振技术研究

研制了一种电磁式主动吸振器,并将之与被动双层隔振系统的结合形成组合减振装置,针对船舶柴油机的振动特点,开发了基于MLMS算法的自适应控制器,进行了数值仿真及模拟柴油机要机台架减振效果振,试验结果表明,该装置对复杂振动具有良好的控制控制效果。     

磁悬浮主动吸振器的研究

磁悬浮系统作为一种新型系统，具有其它系统所不具备的特点。本文把磁悬浮系统和基于LMS算法的自适应振动控制技术相结合，并应用于振动消除领域，从而形成了磁悬浮主动吸振器。计算机仿真结果表明，该振动控制器具有良好的工作性能。     

具有快速自适应能力的动力吸振器

在采用分段线性动力吸振器的振动半主动控制过程中，经过一段时间的采样后，再对采样信号作谱分析，胡控制系统存在时滞，不能跟踪外激励的快速变化。本文介绍一种基于Lyapunov稳定性设计的可调增益自适应控制策略。数值仿真表明，这种控制策略具有很好的实时性和令人满意的减振效果，且仍然保持与原策略相同的工作频带。     

自适应可调节动力吸振器的研究

本文介绍一种自适应固有频率可调节动力吸振器，它有识别瞬间的调节并修改使其达到最佳状态。结果使机床无颤振动削能力得到增加，强迫振动的有效值平均减少50％。     

用于列车地板结构减振的动力吸振器设计

动力吸振器作为一种振动控制的主要手段,很少被用于铁道车辆车体结构的振动控制。通过仿真分析发现车辆在33.6 Hz处存在地板局部振动放大现象。为解决该问题,建立地板-多重动力吸振器系统运动方程,推导得到动力放大系数函数,并提出一种基于偏导数的数值搜索方法,计算多重动力吸振器的最优参数。利用仿真方法提取地板目标模态的振型函数,并计算模态质量,最终得到地板最优多重动力吸振器参数。将动力吸振器建入车体仿真模型对其振动控制效果进行验证。结果表明,目标频率33.6 Hz处的地板振动加速度峰值下降23.98%,且33.6 Hz附近的振动传递率也有所下降,所设计的地板多重动力吸振器具有良好的减振效果。     

主被动电磁式动力吸振器及其在桁架振动控制中的应用

航天器中使用的轻质柔性桁架结构受到外扰时会产生振动,使安装其上的有效载荷不能正常工作。为此,提出了一种基于主被动电磁式动力吸振器的柔性结构振动控制方法。首先设计了动铁式结构的主被动电磁式吸振器,并对吸振器的磁场分布和膜片弹簧进行了有限元分析,其次研制了吸振器的原理样机,通过性能测试验证了设计的合理性。最后利用所研制的动力吸振器对三棱柱桁架结构进行了振动控制实验,实验中主动控制算法采用ADC控制。实验结果显示：吸振器对桁架一阶共振模态的被动抑振效果达50.83%,采用主动控制后,吸振器对共振和非共振模态的振动控制效果分别达到96.30%和81.40%。     

利用动力吸振器进行随机响应控制的研究

对实际结构作减振设计是，经常遇到结构激励源未知的情况。本文研究利用的动力特性和实测的随机响应数据，设计动力吸振器的问题。利用频响函综合技术，导出了结构安装动力吸振器胶后的响应之间的关系，运用优化方法，确定动力吸振器的最优设计参数。     

随机振动动力吸振器设计

本文基于随机最优控制理论，发展了现有的准最优控制的近似方法，并将此用于随机振动动力吸振器设计中。文中导出吸振器最优参数公式，并通过实例对各种方法加以比较，其结果可供工程设计参考。     

振动主动控制技术现状及发展

本文在建模、控制方法和系统实现等多方面对主动振动控制的现状进行了分析,并指出了实施振动主动控制急需发展的技术。     

复杂结构局部振动的控制

由于大型复杂结构的高维性，在对其局部振动进行控制时，常规的设计方法设计出的控制器存在着难以实现等问题。针对这一问题，本文提出了一种局部振动控制器的设计方法，它将设计过程分为局部控制器设计和局部控制器作用于复杂结构时的闭环修改两个部分。由于控制器设计是在物理空间内进行的，并且仅需要局部振动测量，因此控制器易于实现。算例中显著的减振效果表明了该方法的可行性。     

压电陶瓷在结构振动及声辐射有源控制中的新应用

介绍了压电陶瓷的新应用──作为有源振动、噪声控制中的执行元件和传感器，并讨论了对该材料的性能要求、参数选择以及应用实例。     

船艉结构动力吸振器的试验研究

本文运用模态子结构综合法进行结构动态计算和用实验模态分析法进行模型试验,对悬臂平板和结构模型的动力吸振器主要参数进行了比较系统的优化研究.并根据结构具有多模态的特点,针对结构的不同模态分别安装不同的动力吸振器,在比较宽的频率范围内取得了明显的吸振效果.     

基于最优极点配置的混合轴承-转子系统振动控制

针对电液伺服控制的主动混合滑动轴承,研究了基于最优极点配置的转子振动控制方法和策略.根据扰动压力法求解非线性Reynolds方程及流量平衡方程得到轴承和伺服控制系统线性化的动态特性系数,用以建立系统线性状态空间模型;给出了极点配置和最优控制相结合的状态空间反馈控制策略,以克服多输入系统常规极点配置方法状态反馈不唯一的缺陷.计算结果表明,由于转子不平衡或同步激励引起的转子振动得到了有效抑制,在外部突发激励作用下,转子也具有优越的动态响应特性,验证了控制方法的有效性.     

挠性结构主动减振中传感器和激振器的优化布置

本文提出了从有效衰减振动能量的角度，通过最小化Ｌｙａｐｕｎｏｖ第二方法中的优化性能指标，对挠性结构振动的主动控制进行优化的方法。研究了在以位移传感器或速度传感器作为检测元件进行部分状态变量反馈的约束条件下，传感器、激振器的最优位置以及最优反馈增益的确定，讨论了在包括截尾残余模态的情况下系统的稳定性。本文还对在两邻边固定、另两邻边自由的边界条件下矩形薄板振动的主动控制进行了优化计算和数字仿真。结果表明，优化的控制系统能够有效地衰减结构的振动。本方法具有明显的物理意义和较高的计算速度，并且通过选取不同的权系数，能够协调控制能量和振动的衰减效果，从而得到合理的位置和增益。     

低频声有源吸收理论研究

为了吸收低频入射声 ,作者提出了一种有源吸声结构 ,本文从理论上研究了该结构的吸声性能。文章首先建立理论模型 ,然后通过近场方法和求解弹性板 -声腔耦合系统结构响应推导了有源控制前后反射声功率的计算公式 ,然后按声反射功率最小化准则求得最佳有源吸声效果。最后通过一系列算例证明了该吸声结构吸收低频声波的有效性 ,并研究了吸声效果与次级力源位置的关系     

自适应结构振动主动控制技术及实验研究

本文详细论述了采用自适应滤波技术实现结构振动主动控制的原理和方法，并研制出自适应结构振动主动控制系统。自适应算法为最小均方（ＬＭＳ）算法，硬件是由ＴＭＳ３２０Ｃ２５组成的信号处理系统。运用该系统对一矩形薄板进行了振动主动控制实验，取得了良好的抵消振动效果和降低噪声辐射效果。     

振动系统的特征结构配置设计

考虑了振动系统特征结构配置设计问题，其目的是设计比例加微分反馈控制律使得闭环振动系统具有期望的特征值和特征向量。基于一类矩阵方程的参数化解，给出了该比例加微分反馈特征结构配置设计参数化方法。该参数化方法提供的自由参量为振动控制系统设计提供了全部自由度，可适当选取这些参量来满足某些性能指标，如鲁棒性等。此外，该特征结构配置参数化方法直接基于振动系统参数矩阵，无须对振动系统进行变换并将其转化一阶线性系统。最后，通过数值例子验证了所提振动系统比例加微分反馈特征结构配置参数化方法的有效性。     

超磁致伸缩作动器用于振动主动控制中的仿真研究

目前对于太阳和地球引力变化引起的微振动，采用先进的主动控制能达到高精度的隔振要求。主要是推导并建立了超磁致伸缩作动器（GMA：Giant Magnetostriction Actuator）的动力学方程和数学模型，并将其运用到振动主动控制中，采用PID（Proportional-Integral-Differential）反馈控制方法，对双层隔振下层受到激扰的系统进行仿真计算，仿真结果表明它能对微幅低频振动衰减20-50dB，能起到明显的减振效果。