二元翼段间隙非线性颤振的模糊控制

根据模糊控制不依赖于被控对象的精确模型,对参数变化不敏感,具有很强鲁棒性的特点,提出一种模糊逻辑控制器,对包含间隙的二元机翼极限环振荡进行控制,并对其响应机理进行探讨和研究。数值仿真结果表明,模糊控制器能够有效抑制非线性极限环振动,使系统迅速达到稳定,提高系统颤振速度。     

变结构参数的车削颤振建模仿真及控制

针对车削加工中的颤振现象,设计一种车床横刀架的电流变减振装置。首先,根据机床的结构和工作原理,建立基于电流变减振装置的车削系统动力学模型,分析车削系统的阻尼比和刚度对车削稳定性的影响。然后,采用振动响应方差及自相关系数作为颤振预报的综合判据,开发具有在线监测及自适应控制功能的车削颤振神经网络控制系统。最后,进行基于电流变效应的车削颤振神经网络控制试验。结果表明,不同车削条件下,达到最佳减振效果的控制电压不同,该控制系统均可以有效地预报车削颤振并自适应调整控制电压,减小振动响应幅值,抑制车削颤振。     

基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架模糊控制

针对磁流变悬架的非线性以及动力学模型的不确定性,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架整车模糊控制策略。首先建立了基于磁流变减振器的整车动力学模型,并将车辆的振动控制分解垂向振动、俯仰、侧倾三个基本任务设计模糊控制器,进而设计了隶属函数和模糊控制规则;接着引入混合田口遗传算法实现对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则同时优化;最后进行实车道路试验来验证控制策略的有效性。试验结果表明,基于混合田口遗传算法的模糊控制能够降低确定路面激励下车身加速度峰峰值,降低随机路面激励下的加速度均方根值,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于优化前的模糊控制策略。     

基于模糊控制的高速机车横向半主动控制研究

针对基于磁流变阻尼器的高速机车横向半主动悬挂系统,在分析修正的BOUC_WEN力学模型的基础上,提出了基于一般模糊控制的量化因子、比例因子的参数自适应模糊控制策略,并在SIMULINK环境中进行仿真分析,结果表明：与被动控制、一般模糊控制相比,参数自适应模糊控制能明显减小机车横向振动加速度,从而提高机车运行稳定性和乘客舒适性。     

基于自适应模糊控制算法的公路桥梁MR半主动控制

摘要：为了有效处理振动控制中结构的非线性和外界荷载的不确定性,提出了基于自适应模糊控制算法（AFLC）的MR半主动控制算法。AFLC通过在线调节规则后件隶属度函数,以自适应模糊控制系统逼近等价控制律。通过引进Lyapunov稳定性理论设计了相应的自适应率。在此基础上结合限幅最优控制算法（clipped optimal）设计了适合MR阻尼器的半主动控制算法（AFLC/clipped optimal）。针对最近提出的公路桥梁控制的Benchmark问题进行仿真分析,结果表明：在不同场地类型和幅值的地震作用下,基于AFLC算法的主动和半主动控制策略都能够有效的抑制结构的地震响应,且MR半主动控制策略的控制效果与主动控制相近,表明了这种半主动控制策略具有很高的工程应用价值。     

面向车削颤振抑制的多重阻尼器优化设计

在相同质量比下,多重阻尼器相对单阻尼器具有抑振频带更宽及效果更佳等一系列优点。以往针对阻尼器的参数优化大多采取H∞或H2方法,即最小化主结构振动幅值的最大值或有效值。然而机床加工中发生的颤振是一种特殊的自激振动;对车削而言,无颤振的临界切深仅由刀具-工件相对频响函数的负实部决定。通过应用多重阻尼器于机械加工中再生颤振的抑制,研究以获取最大稳定无颤振切深为目的阻尼器设计优化路线。在建立多重阻尼器抑制主结构目标函数,即最大化刀尖频响函数负实部最小值的基础上,构造minimax方法对多重阻尼器的刚度及阻尼进行优化。以抑制车床夹具某一主模态为例,结合实验模态分析,采用该方法调制阻尼器,并和以往的优化方法进行对比。切削实验表明,该优化方法能进一步提升多重阻尼器的颤振抑制性能;相对H∞优化方法,该方法可提高无颤振临界切深52%。     

二元机翼非线性颤振系统的若干分析方法

颤振是气动弹性力学研究最重要的问题之一。本文综述了亚音速条件下二元机翼非线性颤振研究的若干分析方法。目前,基于二元机翼的非线性颤振分析采用的定性方法主要是常微分方程定性理论,定量方法则有等效线性化法、描述函数法、谐波平衡法以及摄动法等。对所提及的方法做了简要的评述和比较,指出了进一步研究的问题。     

民用飞机翼面结冰颤振特性研究

翼面结冰是运输类飞机适航标准气动弹性稳定性要求条款（CCAR25.629）规定的必须考虑的失效、故障与不利条件之一,必须通过风洞试验和理论分析相结合的方法来表明飞机对该适航条款的符合性。针对某型民用飞机,进行了模拟翼面不同结冰状态的颤振模型风洞试验,采用希利普法外推得到颤振速度;同时对不同结冰状态进行了理论分析。试验与分析结果表明,该型飞机翼面结冰状态下颤振形式为机翼弯扭耦合;翼面结冰对该型飞机颤振速度无不利影响;该型飞机翼面结冰状态满足颤振包线要求。     

半主动变刚度TLCD减振控制的研究

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。减振系统的刚度由两部分组成,一部分是液体振动的恢复力,另一部分由变刚度装置的弹簧提供。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。外荷载频率与结构的频率比取不同值,比较了被动TLCD、半主动变阻尼TLCD和半主动变刚度TLCD的减振频带。考虑TLCD的频率和结构的实际频率之间存在一定的误差时,研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。最后,通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。研究结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。     

微铣削中考虑时变切削力系数的颤振稳定性预测

颤振问题严重制约了微铣床的加工效率和加工质量。加工过程中刀具的磨损使得系统的颤振稳定性预测精度逐渐降低。为解决上述问题,引入时变可靠性理论,并用Gamma过程描述刀刃半径随切削时间的变化关系。建立了系统的时变切削力、时变稳定性和时变可靠性模型,分析了给定条件下系统的颤振稳定性和颤振可靠度随加工时间的变化关系。给出了微铣削在高速铣削过程中在给定切深和主轴转速下系统的颤振时变稳定性和颤振时变可靠性的算例研究。研究表明:随着加工时间的增加系统的颤振稳定性逐渐降低,该方法能够更准确的预测出不同加工时间内系统的颤振稳定性。     

Active vibration control of smart composites featuring electro-rheological fluids

Our experimental investigations are focused on evaluating the elastodynamic response characteristics of a beam fabricated in an electrorheological fluid when the beam is subjected to forced vibration. The beam which is designed in this experiment is composed of three kinds of materials, i.e. structural material, damping material and sealant material. Different ratios of structural material to damping material have been tested in an applied electric field. The results demonstrate clearly the ability to significantly change the vibrational characteristics of a beam fabricated in a smart composite by changing the electric field intensity imposed on the fluid domains. The ASTM standard E756-83 equations are used to evaluate the Young's modulus of the beam.     

电流变液减振器及其在切削颤振控制中应用的研究现状

电流变液是表观粘度随外加电场变化的一种胶质悬浮液。基于此良好的机电耦合特性 ,附加电流变液的减振器为在机械系统与结构中引入半主动控制技术提供了最佳的手段。本文介绍了电流变液、电流变效应和电流变液减振器的工作方式 ,并结合国内外的研究现状对应用于切削颤振控制领域中的电流变液减振器进行了综合评述。最后 ,对目前制约电流变液减振器应用的因素也进行了讨论。     

硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性研究

研究了硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性,发现其某些流变曲线超出已有流体流变曲线范围,而呈现“V”形,且在高电场强度时这种趋势更为明显。为解释该现象,提出了一种复合粒子的极化模型。     

声波反射法测量电流变液参数

电流变(Electrorheological, ER)液是一种新型智能材料,在外部电场作用下其物理特性可调节。文章设计了一种电流变液的声学测量系统,利用声波反射法测量电流变液的反射系数和相位差,根据声阻抗率与弹性模量关系,得到电流变液储能模量、耗能模量和损耗角等参数。实验结果表明：声阻抗率、储能模量和损耗角等参数与所施加外部电场的电压有关,采用电极绝缘漆处理工艺能有效兼顾电流变液对较大剪切应力和快速响应时间的性能要求。     

Integrated in-process chatter monitoring and automatic suppression with adaptive pitch control in parallel turning

Simultaneous processes such as parallel turning or milling offer great opportunities for more efficient manufacturing because of their higher material removal rates. To maximize their advantages, chatter suppression technologies for simultaneous processes must be developed. In this study, we constructed an automatic chatter suppression system with optimal pitch control for sharedsurface parallel turning with rigid tools and a flexible workpiece, integrating in-process chatter monitoring based on the cutting force estimation. The pitch angle between two tools is tuned adaptively in a position control system in accordance with the chatter frequency at a certain spindle speed, in a similar manner as the design methodology for variable-pitch cutters. The cutting force is estimated without using an additional external sensor by employing a multi-encoder-based disturbance observer. In addition, the chatter frequency is measured during the process by performing a low-computational-load spectrum analysis at a certain frequency range, which makes it possible to calculate the power spectrum density in the control system of the machine tool. Thus, the constructed system for automatic chatter suppression does not require any additional equipment.The full text can be downloaded at https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs40436-018-0222-0.pdf     

切削颤振的在线监测与控制研究现状分析

切削颤振是切削过程中，工件和刀具之间自发产生的振荡，它严重影响机床加工性能。因此，多年来国内外学者针对切削颤振的机理、在线监测和在线控制进行了大量的研究。本文介绍了切削颤振在线监测与控制技术国内外研究现状，分析了现有方法的优缺点，总结了研究中存在的问题，展望了机床颤振的在线监测与控制技术的发展趋势。     

磁流变阻尼器实验建模及模糊半主动振动控制

利用磁流变阻尼器特性试验数据,通过曲线拟合等手段建立了双sigmoid力学模型。该模型的参数是控制电流和振动频率、振幅的函数,能准确描述不同激励条件下阻尼力-速度滞回特性。建立了双层隔振系统模型,分析了阻尼比对传递函数的影响。提出了一种模糊半主动振动控制算法。仿真结果表明,该控制算法在宽频范围上能取得很好的隔振效果。     

高岭土/羧甲基淀粉插层复合微粒及其电流变性能

以二甲基亚砜为前驱体，通过二次插层取代，夹带入羧甲基淀粉，制备出高岭土／羧甲基淀粉剥离型插层复合微粒．羧甲基淀粉插层引起高岭土片层之间的剥离，高岭土片层在羧甲基淀粉中均匀分散．二次插层取代使插层复合物电流变液的介电常数和电导率显著改善．高岭土／羧甲基淀粉复合材料具有较好的协同效应，其电流变液的静态剪切应力值分别是纯高岭土的3．60倍和羧甲基淀粉的2．24倍．复合材料的电流变性能与复合物中羧甲基淀粉的含量有密切关系．复合材料电流变液的工作温区大幅扩展(20～90℃)，抗沉降性明显提高。     

基于电流变流液半主动悬架的模糊控制研究

对汽车悬架系统的主动控制有多种方法 ,但由于各种原因都难以实现。本文通过对车体四分之一模型和半主动悬架的研究 ,结合电流变流液 (ERF)的特性 ,构造了一个模糊控制器 ,对悬架系统进行半主动控制。并将结果和常量控制结果进行了比较 ,证实了模糊控制的良好效果