低频、超低频振动计量技术的研究与展望

介绍了低频、超低频振动计量的主要应用领域,在国内外研究现状的基础上,指出低频、超低频振动计量包含三个关键性问题,即控制系统中测振传感器,精确地实施校准以及优良的测振技术,供广大技术人员借鉴参考.     

低频超低频振动计量技术的研究与展望

从低频和超低频振动测量多个应用领域的角度讨论研究建立低频超低频振动幅相特性计量基标准溯源体系的重要性,介绍国内外研究发展状况,提出低频电压测量的溯源性问题,分析了超低频振动计量基标准实现精确测量的若干关键技术。     

低频振动标准套组的研制

介绍了石英挠性伺服加速度计和研制的低频振动适调器组成了低频振动标准套组,在0.1～100Hz的振动频率范围内,能够把微弱、噪声较重的加速度信号,调理成信噪比较强、较稳定的信号.为低频振动加速度的量值复现、基标准装置的稳定性考核和量值溯源等提供了有力的保证,此标准套组还可广泛应用于其它低频振动测量领域.     

基于虚拟仪器的超低频振动幅相特性测量系统

在地震灾害严重和桥梁破坏事故频发的今天,建立一套校准地震计和测桥传感器的超低频幅相特性标准装置显得尤为重要.本文应用NI公司的PXI平台和硬件模块,进行超低频0.01～40Hz、大位移1000mm(p -p)正弦直线振动状态下振动传感器输出信号和激光干涉仪正交信号的同步采集,使用LabVIEW开发平台开发了一套高效易用...     

一种应变式超低频微振动测试台

为了测试卫星太阳翼驱动机构低频、超低频区由机电耦合产生的微振动,发明了一种应变式超低频微振动六分量测试台,该测试台低频响应特性好,安装接口灵活。介绍该测试台的工作原理和动态标定方法,并对该测试台进行了线性度检验、固有频率测试以及动态测试误差检验。通过线性度检验可得:在100 N范围内的外力作用下,组成该测试台的八个双孔梁应变式力传感器的线性度相对误差在±3.4%以内;通过固有频率测试可得:该测试台在100 Hz内没有固有频率,不会通过结构耦合对被测微振动信号进行调制;通过动态测试误差检验可得:在频域上0~100 Hz范围内,该测试台对六个分量动态测试的相对误差在±9.6%以内,同时还可以得出该测试台对三个力分量和三个力矩分量的测试分辨率分别可达到0.01 N和0.001 N·m。     

压电谐振传感器机理在超低频振动中的研究

提出了利用压电谐振机理实现超低频振动传感器的实用方法,通过对压电谐振式传感器机理分析研究,得出可测超低频范围可以在0～3Hz.对该超低频振动传感器的具体电路、工作原理以及模拟结果进行了系统的分析与阐述.     

超低频非线性隔振系统的研究

通过分析正负刚度并联隔振机理,提出了一种新型超低频被动隔振系统。该系统采用负刚度机构与正刚度弹簧并联,具有高的支撑刚度和极低的运动刚度,且系统刚度呈现非线性,解决了传统被动隔振系统存在的超低频隔振难题。通过对该系统力学特性进行分析,给出了系统刚度表达式及在平衡位置处的零刚度条件,为新型超低频非线性隔振器的设计提供了理论指导。     

超低频标准振动台波形失真度近似解析解

波形失真度是稳态正弦标准振动台计量中影响计量校准精度最主要的因素。本文在国内已有的低频标准振动台研究基础上,首次建立了超低频标准振动台的动力学方程,并求出了其近似解析解和波形失真度计算公式。通过对波形失真度公式的分析,他运动阻尼、振幅、激励频率、支承弹簧非线性因素对波形失真度的影响。为今后我国研制超低频标准振动台提供了一些理论指导。     

新型超低频非线性被动隔振系统的设计

通过分析正负刚度并联隔振机理,设计了一种新型超低频被动隔振系统。该系统采用负刚度机构与正刚度弹簧并联,具有较高的支撑刚度和极低的运动刚度,且系统刚度呈现非线性,解决了传统被动隔振系统存在的超低频隔振难题。通过对该系统力学特性进行分析,给出了系统刚度表达式及在平衡位置处的零刚度条件,为新型超低频非线性隔振器的设计提供了理论指导。     

含弹性与阻尼约束的隔振系统动力学设计

从非线性动力学角度提出一种含弹性和阻尼约束隔振系统的设计方法。该方法先设计满足工作频带内传递率的小阻尼线性隔振系统，再基于对主共振的奇异性理论分析设计约束刚度、约束阻尼和间隙，最后运用周期解延续、插值胞映射等数值方法检验设计的可靠性及各种裕度指标。因靠约束阻尼抑制共振传递率，故工作频带内的传递率可设计得很低。     

参数不确定振动系统的一种鲁棒主动控制设计

本文讨论具有参数不确定的线性振动系统 ,在随机白噪声激扰作用下的主动控制设计问题。以给定的闭环系统稳态输出方差为约束 ,所需主动控制力的一种代价表示为优化目标 ,将状态反馈二次稳定的主动控制器设计问题 ,转化成一个基于LMIs约束的凸优化问题求解。最后以一个算例说明本文方法。     

动力装置主动隔振系统硬件设计

随着人们对工作环境、设备可靠性及耐用度、加工精度和设备隐蔽性的要求不断提高,对于振动控制的需求越来越多。单纯的被动隔振系统无法抑制船舶电机频率1.414倍频以下的振动。主动隔振系统利用作动器产生与激振力相反的作用力可以有效地抑制低频振动。本文以船舶电机为控制对象,针对抑制200 Hz以下的低频振动开发了一套主动隔振系统。系统中采用加速度信号作为系统输入或反馈,以DSP+FPGA双核处理架构作为控制核心,最终以电磁作动器作为执行机构,通过实验验证,该系统可以达到预期隔振效果,抑制自身频率1.414倍频以下的振动。     

含分数阶惯容器隔振系统的临界阻尼设计

为了研究用含分数阶导数描述的液力惯容器的非线性隔振系统特性,建立无量纲动力学模型.在无阻尼控制时,通过对比力传递率特性指标讨论参数对隔振系统性能的影响.结果表明分数阶惯容器能够反映液力式惯容器的多相特性,既有惯性作用又有一定阻尼作用,相比整数阶惯容器在隔振效果上有一定优势,但同样不能有效抑制非线性效应.在忽略非线性项的...     

设计阶段中振动系统的优化——结构设计和计算的集成

 有目的地影响复合系统的振动特性是开发工程师的现实任务。由于用手动的方式改变系统参数非常麻烦 ,而且仅能有限地获得成功 ,因此推荐采用计算机辅助的方法改变系统的性能。在列出相应的准则公式后 ,采用有限元程序ANSYS将系统进行优化。此时结构参数的可实现范围如质量、刚度和阻尼等 ,以及要求的振动特性 (如固有频率、振幅和衰减时间 )由工程师作为优化的输入给出。建立在力学模型基础上的系统的新结构由优化算法实现。一个坐标测量仪的实例证明了该方法的有效性。     

带管路舱筏隔振系统动力学建模与管路设计方法

针对带复杂管路的舱筏隔振系统,利用基于频响函数子结构综合的建模方法,建立带管路的一般的舱筏隔振系统动力学模型。针对设备管路与舱筏、艇体的连接方式,提出三种不同管路连接方式下的舱筏隔振系统设计方案。通过对方案进行对比分析,建立设备管路的设计准则。结果表明,设备管路最好通过刚性连接对称固定到舱筏上,然后管路再通过弹性连接与艇体连接,这样可以有效地降低艇体振动声辐射。     

振动系统在不可测干扰作用下的主动控制研究

基于模态控制理论,利用优化特征值配置和稳定性理论等技术,提出阻尼性振动系统在不可测外扰作用下主动控制的一种设计方法,实验结果表明,对于低频振动系统,采用该方法设计控制系统可有效地降低系统的振幅,取得满意的控制效果。     

基于弹性基础的多级并联调谐质量阻尼器设计

基于结构弹性基础假设,建立多级并联调谐质量阻尼器数学模型,获取弹性基础阻抗特性,推导主系统振幅无量纲表达式。研究发现地基弹性振动对主系统的影响不可忽略,结合多级并联调谐质量阻尼器对振动衰减的优势,提出对考虑弹性地基的多级并联系统进行优化设计的必要性。分析梁的连接位置距端部长度u对主系统影响规律:u值越小,梁的弹性振动对主系统的影响程度就越小;当u≤1 m,梁第1阶固有频率与主系统第1阶固有频率不发生耦合振动,中间位置(u=2 m时)影响最大。并对此情况下2级并联和4级并联系统参数进行优化设计,优化结果表明:不考虑弹性地基的多级并联系统优化结果对于弹性地基下多级并联系统不再适用,考虑梁的弹性结合数值优化法对多级并联系统进行优化能很好削弱梁的弹性振动对主系统的影响。最后研究连接点动刚度对主系统的影响:当连接点动刚度K≥40kd时,梁第1阶固有频率对主系统前三阶固有频率影响较小;当K≥70 kd时,可忽略弹性梁对调谐质量阻尼器设计的影响。     

具有多个主振模态振动系统的减振优化设计

本文研究被动减振装置的优化设计问题。对经受稳态激励的振动系统提出了一个两步减振优化设计方法,以确定减振装置的最优安装位置和参数。该方法直接以对系统的振动量级要求为设计目标函数,避免对原始结构和附加减振结构组成的复杂系统进行重复的动态性能分析,因而可用于工程中复杂结构的减振设计。