Active vibration control for mechanical system

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＮｏｗａｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｒａｎｃｈｉｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｆｉｅｌｄ .Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅ ,ａｃ ｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｂｅｅｎｐａｉｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒ ｔａｎｃｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄｙｎａｍｉｃｓ ,ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ.Ｂｕｆｆｅｒｉｎｖｅｎｔｅｄｉｎ 192 0ｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ…     

磁悬浮轴承磨床电主轴中拍振现象的分析

为减小拍振现象对高速精密磨床电主轴加工精度的影响,利用磁悬浮轴承自身的传感器及数字信号处理部件,在不外加其他设备的情况下对电主轴中的拍振进行了观察实测。通过时域、频域分析以及小波变换,提取振动信号的特征,经分析发现拍振现象是由转子机械不平衡以及转子动态偏心共同引起的。在磁悬浮轴承电主轴拍振机理的分析基础上,通过磁悬浮轴承系统的主动控制调节主轴动态特性,有针对性地对拍振现象进行抑制,可以有效改善高速精密磨床磁悬浮电主轴系统的稳定性和精密度。     

超精密机床研究现状与展望

对国内外超精密机床研究现状和进展进行综述,对超精密机床技术发展趋势进行展望,分析我国在超精密机床研究领域存在的主要问题以及与国外的差距,提出我国超精密机床领域基础研究、技术及产业发展策略与对策。     

硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验

为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础.     

Systematic analysis of error sources during ultra-precision machining

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｒｅｃｉｓｉｏｎｄｅｓｉｇｎｉｎｖｏｌｖｅｓｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ ,ｍｅ ｃｈａｎｉｃｓ ,ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ,ｃｏｎｔｒｏｌ,ｔｈｅｒｍａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ,ｄｙｎａｍ ｉｃｓａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｅａｃｈｆａｃｔｏｒｍａｙｈａｖｅｓｏｍｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｉｎａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ[1] .Ｅｒｒｏｒｓｏｕｒｃｅｓｒｅｆｅｒｔｏｆａｃ ｔｏｒｓａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｓｔｈａｔｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｒｒｏｒｓ .…     

机器人柔性臂的扭转振动主动控制研究

针对具有两连杆结构的空间机器人，设计了一种压电驱动器来抑制空间机器人柔性臂的扭转振动。采用拉格朗日方程和假设模态法对此机器人系统进行了理论建模，并建立了考虑随机干扰的状态空间表达式，基于随机最优控制理论设计了线性二次型高斯（LQG）状态反馈控制器。仿真结果表明，该主动控制策略能够有效衰减机器人柔性臂的扭转振动，从而提高了末端执行器的定位精度。     

3D surface topography formation in ultra-precision turning

The generation process of 3D surface topography in ultra-precision turning is analyzed, as the result of superimposing between actual roughness surface, waviness surface and geometrical form texture surface. From the viewpoints of machine technical system and manufacturing process, factors influencing on roughness surface,waviness surface and geometrical form texture surface in ultra-precision turning are discussed further. The 3D topography of ideal roughness surface and actual surface affected by cutting vibration are simulated respectively.     

低频周向振动钻床主轴系统等刚度动态力学模型建立研究

分析了低频周向振动钻削切削力,基于控制原理的思想建立了低频周向振动钻床主轴系统等刚度动态力学模型,提出低频周向振动钻削时激振器输出振幅与钻头振幅之间的关系,为周向振动钻削系统设计和振动参数选择提供理论支持。     

大型翻板闸门抗波浪振动的主动控制

以单跨为102 m的苏州河河口大型翻板闸门为例，探讨了在台风风浪作用下闸门扭转振动妨碍正常使用和影响结构安全性的问题.通过求解半解析解获得了部分入水翻板闸门在液固耦合下的扭转振动模态，并得出了该模态与上、下游水位的关系，结构模型试验验证了该解的合理性.建立了该结构扭转振动控制机理，根据港口工程常用的风浪谱，基于随机最优控制方法，仿真求解了结构控制前后的振动响应.结果表明，该模态控制方法及其控制点的设置能够大幅度降低扭转振动幅度，从而提高了结构的安全性能.当随机载荷的能量集中在某个模态附近时，该方法更易于实施.     

结构参数可控的挤压油膜阻尼器对刚性转子振动的主动控制

为了避免在传统的挤压油膜阻尼器支承的转子系统中出现的以具有极大的振动及外传力为特性的双稳态工作,并使阻尼器的持性可控,本文提出了利用锥形结构实现其特性的可控,利用砰—砰控制原理对转子振动进行分段控制的方案。在详细地推导出锥形结构参数可控的挤压油膜阻尼器油膜力的表达式之后,从理论和试验两方面讨论了分段控制对转子振动的控制作用。结果表明了采用分段控制方案不仅可以控制转子的振动及外传力,而且还可以避免转子系统在双稳态的大振幅区工作。     

Active vibration control of multibody system with quick startup and brake based on active damping

1 INTRODUCTIONIn micro-electronics manufacture , a lot ofequipment must move fromone position to an oth-er position,then stop and perform a task. Afterthat they will start at another position.Fromstar-tup to brake , if the vibration of system is toogreat ,the vibration range may exceedthe precisionof fixed position.In recent years , many scholars[1 10]have re-searched suppression of vibration by utilizing pie-zoelectric structure . Kaji wara et al[2]studied ac-tive control of the vibratio…     

精密卷绕络筒机的嵌入式单锭控制系统

分析数码络筒卷绕的关键工艺,采用单锭控制和变频驱动技术,提出一种新的精密卷绕络筒机嵌入式控制方案,实现了卷绕的数码防叠功能;针对其特点设计了以工业级16位富士通微型控制器MB90F347为控制核心的GA036A数码精密卷绕络筒机的控制系统,介绍了其断电保护、络纱张力控制设计及软件设计.实践表明,该系统能够满足数码精密卷绕络筒机的高速运转、分层控制、松式及卷装完好的卷绕要求.     

挠性航天器姿态机动的主动振动控制

针对挠性航天器三轴姿态同时机动时太阳帆板的振动抑制问题,提出了采用压电智能元件作为致动器的主动振动控制方法,基于Lagrangian方法和四元数参数化建立了航天器姿态动力学和运动学模型.利用航天器姿态控制问题固有的无源性,设计了一种仅利用姿态四元数而无需以角速度测量、挠性变形位移及速率测量作为反馈的控制规律,使得在大角度姿态机动的同时能有效地抑制太阳帆板的振动;基于Lyapunov方法证明了设计的动态控制器能够保证姿态的渐近稳定性和模态振动的衰减性.将该方法的控制效果与PD控制方法进行了比较,仿真验证了所给出的控制方法的可行性和有效性.     

压电悬臂梁振动的模态控制

结合有限元分析方法与模态控制来抑制悬臂梁的振动.采用有限元分析方法研究悬臂梁的动态特性,建立其动力方程.在悬臂梁振动时应力最大或次最大处的上、下表面同位配置压电片,作为抑制悬臂梁振动的致动器.基于模态控制方法,设计了模态传感器和模态致动器.采用模态速度负反馈进行反馈控制,以此计算出各个作为致动器的压电片的控制电压,以抑制悬臂梁的振动.通过算例进行数值仿真,结果表明,以此方法布置压电片和输入控制电压,能迅速抑制悬臂梁的振动,可单独或同时控制几阶模态振动.     

数控机床主轴驱动中的交流电机及其控制方法

对现有的交注电机主轴驱动系统进行了概述，并分别就各种形式主轴电机的结构，效率、等进行了阐述和对比分析，并指出了各种主轴驱动系统的优，缺点和适用领域，特别是对内装式主轴系统进行了详细说明。     

机枪振动主动控制技术研究

目的　利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动问题． 方法　采用智能结构的原理和方法, 对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究． 结果　建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学模型, 导出了控制方程, 给出了振动控制仿真结果． 结论　智能结构主动控制技术可以有效地抑制机枪射击时的振动响应, 提高射击密集度     

部分状态可测转子系统振动控制的随机最优策略

建立了受控柔性转子系统在随机激励下的状态空间模型.基于线性二次型高斯控制和Kalman-Bucy滤波器理论，提出了在不完全状态信息条件下，转子系统在白噪声和有色噪声激励下振动主动控制的随机最优策略.以一个双盘悬臂柔性转子 轴承系统为例，通过数值方法研究了在El.Centro地震激励作用下采用随机最优策略对转子 轴承系统进行振动主动控制的有效性，并讨论了在性能指标中不同权函数对控制效果的影响.结果表明，提出的随机最优控制策略能够有效抑制转子系统的振动，控制效果随着与位移和速度相关的权矩阵Q中对应元素的增大而变好，随着与控制相关的权矩阵R中对应元素的增大而变差.     

高阻尼机床主轴的研制及其减振性能试验

本文对一种新型的高阻尼机床主轴的结构和减振性能进行了研究。在保持机床主轴原有结构基本不变的前提下,在主轴上和箱体孔内加上阻尼圈,阻尼圈内充满高阻尼减振材料。动态试验表明,该装置能明显地减小机床主轴的振动。     

电梯机械振动的频域最优主动控制

采用振动的主动控制方法对电梯机械振动进行控制。按频域Ｈ２最优控制来设计控制律,使闭环系统的从外扰至系统的受控输出的传递函数阵的Ｈ２范数为最小。闭环系统采用电梯轿厢的振动加速度作为反馈信号,将使振动的主动控制在工程上易于实现。数值仿真结果表明,系统的闭环传递函数能得到很大的抑制,频域最优控制的效果是明显的,有效的。与时域最优来设计控制律相比,它具有工程上的广泛的优点。     

Optimal design method for force in vibration control of multi-body system with quick startup and brake

1INTRODUCTION Inpracticalengineering,lotsofmachine equipments,suchasphotoetchingmachine,wirebonderandautodispenser,hastostopattheother positionafterstartupatoneposition,andthen theyperformatask.Theywillstartatanotherpo sitionagainaftercarryingitout.Theyareallkey equipmentofmicro electronicsmanufacture.This kindofpreciseequipmentisverysteadyduringop eration,andtheaccuracyoffixedpositionisvery highwhilestopping.Theaccuracyofphotoetching machinesisscoresofnanons,andtheaccuracyoffuse keymatch…