风洞模型主动抑振器的设计与实验

研究了风洞模型主动振动的抑制原理,并结合叠堆式压电陶瓷作动器的压电效应设计了一套并联式主动抑振器。首先,针对模型支杆系统及其动力学特征,分析了支杆抑振原理,提出了一种基于叠堆式压电陶瓷作动器的风洞模型抑振器。然后,构建了抑振器实时控制系统,针对其驱动位移滞后的特点,研究了基于PD调节器的控制方法。最后,搭建了地面实验平台,利用锤击法和激振法对抑振器进行了地面实验。实验结果表明:抑振器具有提高支杆系统阻尼的能力,对风洞模型在俯仰和偏航两个方向上的抑振效果明显,特别是俯仰方向上,抑制器工作后系统阻尼比可由0.009提高到0.092,抑振后剩余振幅比例约为25%。试验结果验证了该风洞模型主动抑振器的可行性与有效性。     

一种基于模糊自适应的速度反馈主动抑振方法

为了实现对受到时变气动载荷扰动下悬臂梁式支撑结构振动的有效抑制,建立了基于压电作动器的振动主动控制系统并进行了试验研究。首先,分析了风洞模型振动主动控制的原理,并提出了一种内嵌于支杆内部的压电陶瓷叠堆式作动器的减振器结构;进而,提出了结构振动状态的评价指标,结合模糊逻辑设计了一种自适应变增益速度反馈控制方法;最后,搭建了试验验证平台,对主动控制系统进行了试验,并将提出的模糊自适应控制方法与传统速度反馈的效果进行了对比。试验结果表明,该控制系统与方法具有较高的稳定性与效率,在激励试验中振动速度幅值小于未控制时的18.2%。该系统与控制方法对扰动具有自适应调节能力。     

基于磁流变阻尼器的机床液体静压导轨主动抑振方法研究

针对液体静压导轨在高速启停及变速瞬间切向振动的问题,将磁流变阻尼器应用于机床静压导轨切向运动方向的抑振.建立了系统单自由度振动模型,基于增量谐波平衡算法,以弧长作为控制增量研究了系统的动态响应.通过数值计算发现:磁流变阻尼器抑制静压导轨的振动是可行的;阻尼器控制电流由零逐渐增大时,振动系统幅频响应由硬特性向软特性转变,...     

基于压电模糊控制的2R柔性机械臂主动抑振实验研究

柔性机械臂在运动过程中不可避免产生弹性振动,对柔性机械臂的振动抑制成为重要研究课题.基于压电陶瓷的模糊控制抑振,利用电阻应变传感器检测机械臂振动信息,经动态应变仪采集到计算机系统,根据控制规律进行模糊运算,得到控制电压,再以该电压驱动压电陶瓷片,产生与振动方向相反控制力矩,抑制机械臂柔性变形.实验结果显示,模糊控制方法可靠,压电抑振效果显著.     

基于压电反馈驱动的液压柔性机械臂抑振方法

为了抑制大型双连杆液压柔性机械臂末端振动,以重载上、下料液压柔性机械手臂为研究对象,针对机械臂在运动过程中末端振动的现象,通过伺服液压系统-Euler Bernoulli梁模型、Lagrange方程和Jacobian矩阵,设计一种基于压电反馈驱动系统控制方法,利用机械臂末端搭载的压电敏感传输器、压电驱动器和反演控制设计方法,研究伺服液压缸运动振颤、液压缸与机械臂关节卡顿和机械臂杆件弹性振动对液压柔性机械臂末端振动的影响规律。仿真结果表明,该抑振控制方法稳定性较好,针对液压柔性机械臂能显著减小末端振动,缩短振动衰减时间,定位精度得到明显改善。     

滚动式直线导轨的抑振

在滚动式直线导轨中,当循环滚动的钢珠周期性地从非负荷状态滚入负荷状态时,由于负荷量的剧变,往往产生振动,以致影响导轨的传动精度。为了抑制这种振动,日本精工公司(NSN)设计的滚动式直线导轨,在非负荷状态与负荷状态交界处的滚道上,设有很小的倾角,使负荷状态的过渡变得缓慢,避免剧变,有效地抑制了振动。此外,将滚动导轨安装在工作台(或溜板)上时,如果采用4个滚动单元就能大幅度抑制振动。实验证明,采用4个滚动单元时的振幅,为采用单个滚动单     

基于FPGA的磁流变抑振器控制系统设计

为满足井下智能控制系统高速采集振动信号,减小测控系统电路体积,提高振动信号测量精度,同时获得多片加速度计读数,可进行高速浮点运算,具有硬件乘法器并且具有丰富的总线接口的要求,设计了基于可编程逻辑设计工具FPGA的模糊PID控制器的磁流变抑振系统.为确保实现智能控制系统的合理管控,采用了LIS2DH三轴加速度计模块,并针...     

基于摩擦耗能原理的抑振镗杆

讨论了摩擦耗能镗杆的原理,建立了有非线性库仑干摩擦环节的力学模型,并以摩擦参数为变化量,通过数值分析的方法考察了模型的吸振效果。研制了一种基于摩擦减振的新型镗杆,结合颤振发生的机理与切削稳定性理论,分析了不同摩擦条件下镗杆的抑振效果。将不同摩擦条件下的镗杆切削实验结果与理论模型仿真结果进行对比,发现在既定的摩擦阻尼器中,有滑动摩擦与粘接两个状态,而且存在一个最优正压力使得滑动摩擦消耗能量达到最大值又不处于粘接的状态,此时系统抑振效果达到最佳。切削实验发现基于摩擦减振原理的镗杆有良好的颤振抑制效果。      

基于非线性分析的振动切削抑振原理

基于非线性分析的振动切削抑振原理西安交通大学（７１００４９）高本河吴序堂西安石油学院（７１００６５）王世清前言普通切削中,自激振动对工艺系统的正常工作有很大影响,是引起机械零件加工精度不高、刀具磨损加快的主要原因。但是在不利的影响中却包含了若干有利的...     

基于椭圆检测的视觉测振技术

针对目标跟踪算法应用于视觉测振领域复杂度高及高频时由于去相关现象而导致信噪比降低等问题,设计一种改进的椭圆检测算法并将其应用于目标跟踪。通过悬臂梁振动实验,目标跟踪准确度高达99.7%,验证了所提算法的精确性,且测得的模态参数与传统加速度传感器所测值误差仅为1.7%,表明所提算法应用于振动测试的有效性。     

基于深度学习主动视觉压力容器焊缝质量参数检测方法

压力容器A、B类对接焊缝是重要受力部位,其质量参数测量是焊接质量评估重要环节,本文研究基于深度学习主动视觉压力容器焊缝质量参数检测方法。提出多缺陷共存下焊缝参数计算方法,突破焊缝缺陷参数共存下存在焊缝质量参数难以计算或无法计算问题;开展编码-解码图像特征点提取网络(EDE-net)结构设计,较好实现焊缝表面参数特征点一次性准确提取;研究深度网络结构化通道剪枝方法,有效提高压力容器焊缝检测实时性能。以不同尺寸压力容器焊缝为实验对象,结果表明Resnet50骨干的EDE-net网络在模型整体压缩率CR=0.5下,单张图片提取时间由0.31 s降低到0.19 s,减少38.7%;第三方检测机构给出测试报告,装置同时测量对接焊缝(A、B类)焊缝5个参数耗时<0.63 s,测量误差允许误差≤0.08 mm。     

基于模态观察器的混凝土泵车臂架系统的主动消振方法研究

混凝土泵车臂架在作业中经常受振动影响,这会缩短臂架的使用寿命。本文介绍了一种利用驱动臂杆的液压油缸提供控制力的主动消振方法。本文中,首先建立了泵车臂架的非线性柔性多体动力学模型,用于仿真臂架的动力学特征并在此基础上建立并测试控制率。主动控制率建立在模态空间控制法基础上,同时引入了模态观察器估算未知的模态坐标。     

模态参数识别和输入整形相结合的抑振方法

针对输入整形技术对模态参数的高度依赖性以及整形器给系统带来延时的问题,提出一种模态参数识别和无延时输入整形结合的复合方法。以单自由度机械臂为对象,研究在S型曲线输入信号作用下系统的振动特性,定量分析该方法对机械臂残余振动幅值的影响。搭建了机械臂残余振动抑制测试的实验平台,并采用对系统模态参数最敏感的零振动(zero vibration,简称ZV)型整形器进行间歇-间歇(rest-to-rest)实验。结果显示,使用该方法后机械臂残余振动的最大振幅仅为原最大振幅的31%,稳定时间由整形前的0.118s缩短到整形后的0.043s,机械臂运动控制的总时间由1.738s降为1.643s,表明该方法有效地抑制了机械臂的残余振动,并保证了机械臂的工作效率。     

比例电磁式主动吸振器的设计方法研究

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究.对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器.采用有限元和试验验证的方法,对电磁作动器在不同磁极面结构参数组合下的电磁力进行了正交仿真计算和验证,以在一定的动铁心位移范围内...     

砂轮变速磨削抑振研究

在大量的抑振试验的基础上，充分证明了变速磨削的抑振效果，并探讨了切削参数和变速参数对抑振效果的影响。     

基于双目立体视觉的三维测振技术

非接触式测振技术有着非侵入无损检测、空间分辨频率高、实时性强等优良的特性。为了实现大视场、多点实时测量,提出了一种基于双目机器视觉的三维测振技术。在待测物表面粘贴100个圆形发光标志点,选取不同频率、振幅的标准振动台进行测试,分别采集500帧图像进行处理。实验结果表明,测量精度为54μm/m,该系统具有良好的稳定性,可满足大多数振动测量的要求。     

基于MR阻尼器高空平台半主动抑振系统研究

针对自主研发的高空幕墙安装机器人作业平台进行了多维振动的研究。构建了以两自由度并联机构为主体结构,旋转式MR阻尼器为执行器的多维减振系统。采用Lagrange方程建立了减振系统的动力学方程,分析了其振动特性,设计了一种基于磁流变液剪切工作模式的旋转式磁流变阻尼器,分析了磁流变阻尼器的力学特性,对并联机构进行了运动学和动力学分析,并根据机构运动学方程推算出平台位置状态,多维抑振系统快速抑振。借助Matlab对整个系统进行了仿真实验,分析计算了该多维抑振系统的有效性和可行性。     

基于压电纤维复合材料的抖振主动控制研究

压电纤维复合材料(MFC)在气动弹性抖振控制中具有很好的应用前景。对MFC驱动器采用载荷比拟方法进行建模,使用偶极子格网法模拟空气动力,利用速度负反馈算法设计控制律。研究了气流速度对垂尾固有特性的影响以及抖振主动控制的控制机理。结果表明:气流速度会影响垂尾固有特性的变化;颤振速度前附加气动力中以包含与速度反相的部分为主,对系统起到附加阻尼的作用;压电驱动力在颤振速度前甚至可以对抖振闭环系统做正功,但却能够激发附加气动力消耗更多的能量,从而使系统总耗能增大。研究结果可为实际抖振主动控制及应用提供参考。     

力量训练器抑振参数集的知识表达及映射方法

训练器振幅过大会在训练过程中对人体造成直接伤害,也会降低器械自身的使用寿命,为将振动幅度控制在合理范围内,提出了一种核心力量训练器抑振参数集的知识表达及映射方法。利用达朗贝尔原理计算训练器连接轴间隙的偏心量求解出质心线速度矩阵,结合各连杆受力情况构建运动学模型。采用正弦-梯形函数根据动力模型规划振动抑制曲线,并将曲线中角速度参数化,利用离散角位置差值计算出映射参数。实验结果表明,所提方法能够在极短的时间内降低核心力量训练器振动,满足核心训练器抑振的基本需求,表达及映射结果真实有效具有一定的实际应用价值。     

基于主动视觉的相机标定方法在太阳能电池片丝印机上的应用

为了实现太阳能电池片丝印机视觉对位系统高精度标定的目标,采用线性相机模型与高精度的标定板及高精度的主动视觉平台,并采用基于平面正交运动的主动视觉标定方法以实现标定系统构建。本研究阐述了线性相机模型和相机标定方法,介绍了丝印机视觉对位系统的构成,设计了基于主动视觉标定方法的主动视觉对位平台的运动过程。标定时,令主动视觉平台按照预先设计的运动信息表动作,由相机采集每次运动后标定板上特征点的图像。根据每次平台运动采集到的特征点信息与平台运动距离之间的关系,通过采用Matlab的OPENCV算法,线性地求解了相机的内外参数,给出了相机标定的部分程序,并分析了标定误差。结果表明,采用基于平面正交运动的主动视觉标定方法,仅需主动视觉平台做有限的几次运动就能够实现相机的线性标定,实现起来比较容易,且标定精度能够满足使用需求。