滚珠丝杠式惯容器非线性建模与参数辨识

针对滚珠丝杠式惯容器存在的非线性力学特征,首先,分析了滚珠丝杠式惯容器的工作原理,对惯容器的主要部件进行了非线性力学分析,建立了考虑摩擦、间隙以及丝杠弹性力的惯容器非线性力学模型;然后,在数控液压伺服激振试验台上进行了惯容器的力学性能试验,得到了惯容器在不同惯容系数以及不同激振输入下的力学响应特性;最后,根据试验结果分析了摩擦和间隙对惯容器力学性能的影响,得到了便于参数辨识的惯容器力学模型结构,实现了惯容器输出力仿真与试验结果的分析和对比。结果显示,二者在一个周期内的均方根值误差不超过7%,非线性模型呈现出良好的拟合精度,证明了所述方法的可行性和有效性。     

新型机电惯容器抗振性能仿真与实验研究

针对传统滚珠丝杠式机电惯容器换向时存在的惯性逆效应,提出一种可稳态切换的新型滚珠丝杠式机电惯容器设计方法.首先,介绍了新型机电惯容器的结构与工作原理,依据滚珠丝杠式惯容器与旋转电机的动力学模型,建立了机电惯容器的动态模型;其次,基于新机电相似理论,仿真分析外接不同电容下的机电惯容器力学性能输出,研究电机电感与电阻对力学...     

基于虚实映射模型的惯容惯质系数测试与验证

为测试实际惯容器的惯质系数并验证惯容器动力学模型,以低频简谐力为激励,基于滚珠丝杠惯容器开展了台架实验。实验表明,滚珠丝杠惯容器惯质系数接近理想,但其易受安装预紧力的影响,过大与过小的安装预紧力均为不当安装,使测试惯质系数严重偏离理论惯质系数。为判断惯容器安装预紧力是否合适,且便于惯容器的运行维护,建立了惯容器虚实映射模型并开展实验测试与验证。结果表明,所建立的虚实映射模型可有效判断安装预紧力的大小,为调整惯容器安装预紧力提供指导,进而为惯容器使用过程中的运维保障提供技术支持。     

基于液压活塞式惯容器的车辆悬架性能研究

阐述了液压活塞式惯容器的基本结构、工作原理与承载力大的特点,建立了考虑摩擦力、寄生阻尼力和油液弹性效应的惯容器非线性力学模型。在数控液压伺服激振台上对液压活塞式惯容器进行了力学性能试验,基于试验结果,利用Matlab参数辨识工具箱对非线性力学模型中的参数进行辨识。在此基础上建立了包含液压活塞式惯容器非线性因素的车辆惯容器 弹簧 阻尼器（inerter-spring-damper,简称ISD）悬架动力学模型并进行了仿真分析。结果表明,当考虑液压活塞式惯容器非线性因素时,车辆ISD悬架系统的车身加速度均方根值增加5%,而轮胎动载荷与悬架动行程均方根值均有所减小,降低了车辆的行驶平顺性。     

基于液压惯容器的ISD悬架性能分析与试验

针对机械式悬架存在的惯容器"背隙"的问题,提出一种基于液压惯容器的ISD(inerter-spring-damper,简称ISD)悬架。介绍了液压惯容器的结构及工作原理;建立了液压惯容器ISD悬架的整车模型,在matlab/simulink环境下,进行了压惯容器ISD悬架平顺性仿真;研究了液压惯容器ISD悬架在脉冲输入、随机路面输入作用下的动态性能。在此基础上,进行了液压惯容器ISD悬架台架试验,试验与仿真结果基本吻合。结果表明,与传统被动悬架相比,液压式惯容器ISD悬架可以有效降低车身垂直振动加速度。     

螺栓连接界面非线性建模及其参数辨识方法研究

螺栓连接是一种在机械结构中应用极其广泛的连接形式,由于连接界面上存在多种非线性特征,对连接结构的刚度和阻尼具有重要的影响,并进一步导致其动力学特性的非线性变化.建立了螺栓连接界面的非线性模型,并提出了一种基于准静态试验的模型参数辨识方法.首先,在模型中考虑了沿界面法向的非线性接触刚度以及界面上粘滞、滑移、间歇性分离等多...     

惯容-橡胶复合隔振器动力学建模及参数识别

针对惯容-橡胶复合隔振器已有数学模型不精确的问题,考虑隔振器的恢复力,建立基于力-位移关系的非线性数学模型。在力学特性试验的基础上,将Bouc-Wen模型应用于惯容?橡胶复合隔振器以模拟其迟滞特性,采用遗传算法对数学模型中的未知参数进行识别,利用不同幅值和频率的试验数据对结果进行检验,并应用Simulink工具箱对识别结果进行数值仿真验证。结果表明：遗传算法可以准确识别出模型中的未知参数,激励频率为0.1~5 Hz时,试验值和仿真值的上、下幅值最大偏差分别为7.9%和8.3%;在10 Hz频段内,通过模型得到的传递率与试验传递率之间的平均误差为8%,均与试验数据有较高吻合度,验证了惯容?橡胶复合隔振器Bouc-Wen模型的正确性。     

液压振动台非线性摩擦力测量与参数辨识

电液伺服振动试验系统低速和换向时的非线性摩擦力测量和补偿是提高运输环境试验和地震模拟试验等控制精度的重要途径。为了定量获取液压振动台的非线性摩擦力,基于Stribeck效应建立了改进的电液伺服振动试验系统非线性摩擦力理论模型,并结合液压振动台的力平衡方程建立了非线性摩擦力待辨识参数的目标函数。提出一种基于位移闭环控制的简便方法对不同速度下的液压振动台油缸压力差进行测量,得到振动台液压缸与活塞杆之间的摩擦力随速度变化的数值规律。采用基于拟随机序列的混合遗传算法对非线性摩擦力理论模型的4个参数进行了辨识。试验结果证明了本研究方法的可行性,为液压振动试验系统加速度波形失真补偿提供了一定参考。     

基于恒位移测试的转子系统非线性支承刚度参数辨识研究

采用基于正弦扫频技术的恒位移测试方法来获取转子支承系统在一系列恒定位移幅值响应下的频响函数,并辨识转子支承的非线性刚度参数。首先对转子支承系统进行两端支承状态下的模态分析,得到转子系统在线性支承条件下的模态;然后采用正弦激励进行仿真测试,对转子支承进行不同水平的恒位移测试,通过模态分析得到不同响应水平下的模态参数,建立等效非线性参数与响应之间的关系,再结合等效线性化理论,识别非线性刚度参数。     

一类迟滞非线性振动系统建模新方法

用理论和试验相结合的手段研究一类迟滞非线性振动系统的动力建模, 提出一种新的建模方法, 用此方法建立非线性模型用来描述这类系统的动态特性。该模型用非线性刚度和非线性阻尼机理构造, 刚度和阻尼机理由理论和试验推出, 模型中的参数由试验数据辨识。用所建模型重构恢复力——位移迟滞环, 结果表明, 该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性, 模型中各参数的重要性得到展示, 提出的建模方法实用且有效。     

弹性体非线性振动系统参数辨识的一种时域法

提出了对弹性体非线性振动系统参数辨识与预测的一种时域模型法。它可视为时间序列分析中的 AR模型法在非线性领域内的一种推广。该方法首先将非线性振动系统中的非线性恢复力和非线性阻尼力用某一函数级数(例如幂级数 )表示 ,然后 ,先用线性模型来逼近原系统 ,应用线性系统辨识方法确定系统阶次 ,再确定系统中非线性恢复力、阻尼力的结构 ,建立非线性模型并辨识各项参数 ,最后进行预测。算例表明 ,用该方法建立的模型能够较好地反映系统的非线性特性 ,并能提高模型预测的准确性。     

叶片式可控阻尼减振器主参数设计

叶片式减振器配合件较多，存在多处缝隙。这些缝隙形状复杂多样，很难用理论或经验公式计算各个缝隙的流量。该文提出一种用实验估算缝隙流量的方法，该方法不关心单个缝隙的具体流量，而是考虑所有缝隙并联的总流量。通过实验数据拟合出缝隙并联总流量的流量系数，用理论分析与实验相结合的方法建立了叶片式可控阻尼减振器的流体力学模型。试验结果表明所建立的模型能够准确反映叶片式可控阻尼减根器的节流特性，利用该模型进行可控减根器主参数设计是可行的。     

蓄能悬架的结构设计与性能研究

针对传统被动悬架行驶平顺性与操纵稳定性之间的矛盾,设计了一种应用惯容器的蓄能悬架结构。针对其结构特点,提出惯容器与阻尼同轴串联一体式布置方案。基于机电相似性理论,建立了含有该结构的四分之一车辆悬架模型,分别在时域与频域范围内对蓄能悬架的动态特性进行仿真研究。理论分析表明:相比于传统被动悬架,平顺性评价指标车身加速度均方根、轮胎动载荷均方根、悬架动行程均方根均有所减小,所设计的蓄能悬架可有效缓冲和衰减来自路面不平度的冲击,其结构简单,便于工程应用。     

用于连续体的间隙非线性参数辨识方法

间隙在机械系统中是不可避免的,由间隙引起的接触非线性会严重影响系统的动态响应,使其偏离理想状态,进而降低机械系统的性能和使用寿命。若能利用系统的动态信息识别出间隙非线性参数,就能为机械系统的间隙控制提供依据。针对含间隙连续体系统,提出一种改进的恢复力-位移曲线和条件逆向路径法相结合的间隙非线性参数辨识方法。将哈密尔顿原理推导得到的微分方程简化为空间缩减模型,在获取系统输入和输出的基础上,使用改进的恢复力-位移曲线方法识别连续体系统的间隙值,再利用条件逆向路径法识别间隙接触刚度。整个识别过程在Matlab软件中进行仿真,并在设计的含间隙悬臂梁试验台上进行了参数辨识试验,仿真和试验结果均显示了较高的识别精度,验证了该方法的有效性。     

一类金属橡胶阻尼器的建模与参数识别

研究了一类金属橡胶阻尼器的非线性特性,根据实验数据建立了具有迟滞非线性特性的阻尼器力学模型,通过实验获得了金属橡胶阻尼器特性数据,并提出了两种识别阻尼器迟滞恢复力参数的方法:二维拉格朗日插值法和人工神经网络方法。研究结果表明:拉格朗日插值法可以保证实验值与理论值在插值结点完全重合,具有较高的精度;人工神经网络具有较快的训练速度和很强的学习功能。通过将实验数据与理论计算数据进行对比表明,本文提出的两种方法都可以取得较好的识别效果,曲线拟合的均方差较小,在提高识别效率的同时保证了计算精度。     

HSK主轴—刀柄结合部参数辨识及影响因素分析

HSK主轴—刀柄结合部简化为并联均布的弹簧—阻尼模型,根据HSK主轴—刀柄系统的结构,在ANSYS软件中构建HSK主轴—刀柄结合部的有限元模型。基于有限元分析结果,使用弹性理论辨识HSK主轴—刀柄结合部内各位置的刚度参数;采用粘性阻尼理论辨识HSK主轴—刀柄结合部内各位置的阻尼参数。确定影响HSK主轴—刀柄结合部参数的主要因素为过盈量和拉紧力,分别探究过盈量和拉紧力对HSK主轴—刀柄结合部参数的影响规律。     

基于最小二乘支持向量机的压电作动器迟滞非线性建模及参数辨识

为了辨识压电作动器应用中迟滞非线性特性,采用Preisach模型与最小二乘支持向量机（LS-SVM）的混合建模法构建压电作动器模型以表征其迟滞非线性。在Preisach模型基础上采用一阶回转曲线法求得α-β平面内的迟滞单元加权系数,以迟滞单元形心和加权系数作为训练模型的输入输出,利用遗传算法对模型参数进行了辨识。数值仿真验证了建立的模型能精确描述压电作动器迟滞非线性特性,仿真结果与实验结果的相对误差在0.12%~2.01%之间,证实了模型的有效性。     

平台罗经方位环结构实验模态参数识别

平台罗经是惯性导航系统中的一种精密复杂的导航仪器,平台罗经的核心部件方位环的动态特性直接决定着惯性仪表的工作精度和可靠性,模态分析是研究机械系统动态特性的主要方法之一。在概述了实验模态分析理论的基础上,建立了某型号平台方位环结构的实验模型,对方位环进行了实验模态分析。通过对实验结果与有限元计算结果比较,验证了有限元计算结果较为准确。