含负刚度器件的Maxwell模型动力吸振器的参数优化

将黏弹性材料模型中的Maxwell模型引入到吸振系统。形成一种含负刚度器件的Maxwell模型动力吸振器,并对该模型的参数进行优化。建立系统的运动微分方程,得到系统的解析解;利用固定点理论将系统的三个固定点调整到同一高度,求出系统的最优频率比和最优负刚度比,并根据H_∞优化准则得到系统的最优阻尼比;分别在简谐激励和随机激励条件下,与几种经典动力吸振器模型对比证明了含负刚度的Maxwell模型动力吸振器有较好的吸振效果。     

一种半主动负刚度动力吸振器

向振动控制系统中引入负刚度可以有效抑制系统的共振振幅,但是由于负刚度的特性,系统在低频区的响应会被放大.为了改善这一问题,将基于频率识别的控制策略应用到负刚度动力吸振器,通过短时傅里叶变换对外界激励信号进行时频分析以追踪频率随时间的变化情况,从而相应地改变系统的负刚度.在简谐激励和非平稳激励下与已有的模型进行了对比,证...     

负刚度时滞反馈控制动力吸振器的反共振优化

提出一种含接地负刚度弹簧的时滞动力吸振器的反共振峰最小优化方法。首先,研究的模型不考虑时滞位移控制和主系统的阻尼,利用固定点理论得到接地负刚度系统的最优结构参数。其次,考虑优化调节负刚度系数,利用反共振峰最小准则,把反共振点幅值控制在给定的足够小的范围内,得到一组最优结构参数,使调控的反共振频率频带最宽。接着,调节主系统的阻尼系数,得到最终的一组最优结构参数。最后,通过幅频响应和时间历程响应曲线证明了反共振峰最小准则的正确性,并且将该研究结果与其他两种等峰优化的吸振器模型的减振效果进行对比,证明了接地负刚度时滞动力吸振器减振效果的优越性。     

非接地负刚度动力吸振器动力学设计及优化

接地负刚度动力吸振器有着良好的振动控制效果,但是在实际工程应用中,负刚度元件往往无法与地面直接相连。提出一种非接地负刚度动力吸振器,根据所建理论模型,得到系统的频响函数,利用最大值最小化理论获得非接地负刚度动力吸振器的最优设计参数,并与其他典型的动力吸振器模型进行对比。计算结果表明,由于引入负刚度元件,非接地负刚度动力吸振器的振动控制效果显著优于传统线性动力吸振器,为负刚度动力吸振器的工程应用提供了一定理论参考。     

一种含有杠杆元件的动力吸振器参数优化

提出了一种含有杠杆元件的新型动力吸振器模型,基于H∞与H2准则进行了参数优化,并分析了减振效果。首先建立了系统的运动微分方程并求解,然后利用固定点理论和最优性能指标分别对系统参数进行H∞优化和H2优化,从而得到了两种优化准则下的最优参数。将解析得到的结果和数值结果进行了对比,证明了求解的正确性。进一步分析了放大比对系统最优参数和主系统振幅的影响。将含有杠杆模型与经典的动力吸振器模型进行了对比,发现含有杠杆模型的减振效果优于已有的经典动力吸振器模型,可以为设计新型动力吸振器提供理论依据。     

含惯容和接地刚度的黏弹性动力吸振器的参数优化

将带有黏弹性特性的 Maxwell 模型引入系统中,提出一种含惯容和接地刚度的动力吸振器,并对该模型进行参数优化。建立系统的动力学方程并求出解析解,发现幅频曲线中存在三个固定点。利用固定点理论将系统的三个固定点调整到同一高度,得到系统的最优频率比和最优刚度比,并根据 H∞优化准则求出系统的最优阻尼比。在参数优化过程时,发现惯容比在一定范围内,有两组适合该模型的最优参数,进而确定不同惯容比所对应的最优参数。考虑实际工程应用并保证系统的稳定性,对比两组参数的优化结果,在常规参数下确定了惯容比的最佳工作范围。分析惯容比在最佳工作范围内外系统参数的选择对系统响应的影响,给出了在实际工程应用中的建议。与已有的动力吸振器在简谐激励和随机激励下的减振效果进行比较,说明恰当地选取惯容比可使系统有明显的减振优 势,为设计动力吸振器提供理论依据。     

含放大机构的三要素型动力吸振器的H_(∞)优化EI北大核心CSCD

提出了一种含放大机构的三要素型动力吸振器模型,研究了基于H_(∞)优化准则的系统参数最优解析解。首先,将三要素型黏弹性模型与放大机构引入动力吸振器中,通过拉氏变换得到了系统的解析解。随后,以系统的解析解为研究对象发现该系统存在独立于阻尼比的三个固定点,利用固定点理论将三个固定点调到同一高度得到了动力吸振器的最优调谐比和最优刚度比设计公式。最后依据H_(∞)优化准则通过最小化幅频曲线的峰值得到了系统最优阻尼比设计公式,并通过数值仿真验证了解析解的正确性。与三种经典动力吸振器在简谐激励下进行了对比,证明了该模型有更好的吸振效果。     

动力吸振器基础变形及参数优化

在Voigt吸振器的基础上进行变形,设计了一种接地刚度吸振器,提出了基于固定点理论的改进方法,计算出系统固定点坐标的闭式解。使用解析和数值方法研究了主系统响应最大幅值,并根据固定点幅值特征进行全局优化,推导出最优固有频率比和最优阻尼比设计公式。通过数值仿真验证了解析解的正确性。在谐波力激励下,与局部、全局优化后的Voigt吸振器和接地阻尼吸振器进行对比,发现接地刚度吸振器经全局优化后的响应峰值和接地阻尼吸振器一致,均小于Voigt吸振器的全局优化峰值和接地阻尼吸振器的局部优化峰值,减振频带宽度最大。与同样应用全局优化的接地阻尼吸振器相比,接地刚度吸振器在接地阻尼吸振器的减振频带内减振性能更好,达到常用阻尼比所需的子系统质量更小。     

基于惯容负刚度动力吸振器的梁响应最小化

提出了两种新型的被动振动控制结构,即含有惯容器和负刚度的动力吸振器振动控制结构,并抑制梁的横向振动。在只考虑一阶模态函数情况下,使用固定点理论推导出了这两种新型动力吸振器的最优控制参数解析表达式。在此基础上,将两种不同的基于惯容负刚度的新型动力吸振器(模型1和模型2)分别与传统动力吸振器在不同质量比下进行了对比分析,数值结果表明,基于惯容负刚度的动力吸振器比传统动力吸振器对梁的振动控制更有效。对于质量比小的情况,模型2比模型1具有更好的减振效果。但是,质量比或者惯容质量比较大时,会导致模型2的最优负刚度比大于0,此时模型2的最优参数不适用。此外,还简要讨论了质量比和惯性质量比对最优系统参数的影响。     

基于智能算法的动力吸振器多参数优化研究

动力吸振器在改善系统振动与噪声方面应用广泛,优化动力吸振器的参数是提高动力吸振器性能的关键。设计动力吸振器多参数优化目标函数,研究人群搜索算法在动力吸振器参数优化中的应用,并运用人群搜索算法、遗传算法和粒子群算法进行仿真计算,对比三种算法对动力吸振器进行参数优化时的稳定性、计算速度、计算精度。结果表明,所设计的基于人群搜索算法的优化方法具有较好的稳定性及计算精度,但计算速度稍慢于另外两种算法。工程实例证明,基于人群搜索算法优化后的动力吸振器对于改善汽车部件共振、降低车内噪声具有良好效果。     

组合型动力吸振器的减振特性与参数优化

一、组合型动力吸振器的理论分析和参数优化提高减振装置的效率是减振设计中的一个重要问题.已有一些这方面的研究,例如,将若干个动力吸振器并联使用[1,2].本文提出一种组合型动力吸振器,其特点是,在使主系统达到一定减振要求的前提下,减振器的质量比其他同类减振装置的小,结构更紧凑.组合型动力吸振器的模型如图1所示.图中M、K、C表示主系统质量、刚度和阻尼,吸振器部分由两个弹簧K_(d1)、K_(d2),阻尼器C_d,吸振质量m_d组成.其中弹簧K_(d1)和阻尼器C_d     

n 级动力吸振器的建模及参数优化

详细论述动力吸振器的建模过程,并给出n级并联和n级串联式动力吸振器优化的通用模型。介绍动力吸振器的定点优化和数值优化两种优化方法。在此基础上使用Matlab语言编写通用的动力吸振器优化程序。利用该程序对某主系统的各类动力吸振器(单级、2级并联和3级并联式)进行参数优化。优化结果表明,安装优化后的动力吸振器后,主系统的共振峰可以显著地减小。文中给出的优化方法及相关结论,对动力吸振器的优化设计具有一定的工程实践意义。     

转子系统变刚度动力吸振器试验研究

为实现转速变化转子系统的振动抑制,提出了一种新型的变刚度动力吸振器,采用永久磁铁组成的变刚度机构实现吸振器的刚度和固有频率可调。设计了吸振器结构,建立了转子-永磁变刚度吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理。搭建了转子-永磁变刚度吸振器试验台和控制系统,编制了PID控制程序。在试验台上进行了永磁变刚度机构有效性试验、扫频吸振效果验证试验、转子定转速控制试验等试验。研究结果表明,所设计的变刚度动力吸振器能够达到振动抑制效果。     

一种半主动动力吸振器参数优化及性能比较

将两种半主动开关控制策略应用到Voigt型动力吸振器中,并进行性能分析和参数优化。首先,建立动力吸振器系统模型,确定参数取值范围。然后,对两种半主动控制Voigt型动力吸振器进行参数优化,获得最优控制结果和最优参数值,确定了半主动控制的最优策略,对影响优化效果的三个关键参数进行了特性分析。最后,将半主动Voigt型动力吸振器和另外两种传统吸振器对比,用随机激励进一步验证了半主动开关型位移-速度控制策略(On-off DBG)是最有效的控制策略。     

负刚度吸振器对有限长弹性梁的抑振效果研究

考虑不同形式负刚度动力吸振器对有限长弹性简支梁动态响应的影响,提出并建立"弹性梁-负刚度动力吸振器"耦合系统动力学模型。基于模态叠加法,推导得到各阶模态对应幅频响应解析表达式。以弹性梁第1阶振动模态作为振动抑制目标,结合固定点理论和最大值最小化优化准则得到各类型动力吸振器的最优设计参数。以功率流作为振动控制效果的评价指标,建立"弹性梁-动力吸振器"耦合系统的导纳功率流理论模型。在此基础上,计算得到安装动力吸振器前后弹性梁的总功率流和净功率流,以及动力吸振器消耗的功率流,研究不同形式动力吸振器的振动抑制效果。最后,选择振动控制效果最显著的动力吸振器作为研究对象,针对部分主要设计参数展开研究。计算结果表明：在目标控制模态频率附近,负刚度动力吸振器对弹性梁动态响应的控制效果较好,且多个振动模态响应均被有效控制;当阻尼元件和负刚度元件同时接地对弹性梁动态响应的控制效果最佳;众多设计参数均存在最优值。     

两级串联式动力吸振器的参数设计

针对在主系统上附加两级串联式动力吸振器后构成的三自由度系统,通过求解其振幅放大率表达式,分析系统是否在某种条件下存在定点,结果表明当吸振器阻尼均存在时,不存在定点,故无法用定点理论对吸振器参数进行优化。通过编写计算程序对吸振器的各个参数进行数值优化,使主系统振幅放大率曲线的三个峰值点几乎等高,得到大量算例,并对其进行曲线拟合得出实用近似最优关系式,使设计效率提高。优化后,通过与不同型式的动力吸振器进行比较,发现两级串联式动力吸振器的吸振效果更好。     

用于平板结构的动力吸振器参数优化设计

多重动力吸振器用于连续体主振系统减振时,其参数需要经过优化设计才能获得最优的减振效果,目前,参数优化设计方法还有待完善。研究平板结构动力吸振器减振参数优化设计方法,将平板-多重动力吸振器系统运动方程化简,推导得到优化的目标函数——动力放大系数函数,采用一种基于偏导数的优化方法得到多重动力吸振器的最优设计参数。通过数值计算和仿真分析验证所设计吸振器的有效性。结果表明,吸振器对平板振动有明显抑制效果,且在振子总质量比相等的条件下,振子数越多,吸振器的减振效果越好,减振频带越宽。     

具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制

研究带有非线性刚度吸振器的隔振系统振动稳态响应的半主动控制。动力吸振器和隔振系统（主系统）的刚度均为Duffing类型的非线性刚度。对吸振器的阻尼采用了两种半主动控制策略以减少主系统的振动，并讨论了吸振器刚度的非线性程度，吸振器质量与主系统质量之比及主系统刚度的非线性程度对主系统稳态响应的影响。数值分析结果表明，采用适当的系统参数和控制策略可以有效地改善主系统的稳态响应。     

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。     

非经典动力吸振器

本文针对由于往复运动惯性质量引起的机械振动,提出了一种新的更为有效的减振方法——非经典动力吸振器。给出了关于这种动力吸振器的理论模型及全部计算公式,并对其幅频响应特性作了较为详细的讨论。