特定稳定调节器快速抑制高速转子瞬态振动

特定稳定调节器快速抑制高速转子瞬态振动贺尔铭，顾家柳，陈新海国内外一些研究者曾对线性二次型调节器（ＬＱＲ）控制模型转子的稳态振动进行过理论和实验研究。但迄今为止，涉及转子瞬态振动控制的文献极少。Ｐａｔａｚｚｏｌｏ等人〔１、Ｚｊ借助于压电执行器调查了Ｌ...     

大跨度斜拉桥拉索的参数振动

目的研究水平拉索和斜拉索在端部轴向激励和桥面竖向激励下的参数振动,探讨两种情况下拉索位移响应及索力的变化规律.方法以实际工程拉索为例,首先对水平拉索参数振动的偏微分振动方程进行数值求解,并进行扫频和参数分析;然后利用ANSYS建立了斜拉索在桥面竖向激励下的有限元模型,进行不同匹配频率下的振动响应分析.结果验证了拉索参数振动的发生条件,得到了拉索激励幅值、阻尼比、初始拉力变化对参数振动时拉索位移和索力的影响规律,以及斜拉索在桥面竖向激励下,振幅和瞬态索力的变化规律.结论一旦发生参数振动,拉索的振幅和瞬态索力都会有很大幅度的提高.有效控制拉索振动,减小振幅是至关重要的,瞬态索力也不容忽视;同时,在进行索力监测时,考虑桥面振动的影响是一个有待深入研究的问题.     

地震激励下基于LMI的转子系统振动主动控制

为了抑制随机激励作用下转子系统的瞬态振动并使转子系统具有鲁棒性,基于线性矩阵不等式（LMI）,为地震激励作用下转子系统的振动主动控制设计了H2、H∞和H2/H∞混合状态反馈控制律．通过Matlab的LMI工具箱对地震激励作用下转子系统的振动主动控制进行了研究,分析了非平稳El Centro地震激励作用下转子系统在H2/H∞混合控制作用下的频域和时域特性,验证了H2/H∞混合控制在转子系统振动控制中的可行性和有效性．结果表明,所提出的H2/H∞混合控制策略能有效抑制地震激励作用下转子系统的瞬态振动并使转子系统保持较强的鲁棒性能,转子系统的频域和时域特性得到了有效改善．     

基于能量最小准则确定驱动器位置及仿真

在研究智能结构振动主动控制驱动器的位置优化问题中,首先推导了压电传感方程和压电致动方程,然后根据控制信号能量的表达式,以控制能量最小为目标函数,压电驱动器的位置坐标为变量,对压电驱动器的位置进行优化。最后结合智能简支梁实例应用matlab软件计算出其粘贴压电驱动器的最优位置,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。仿真结果表明,此种方法能有效地抑制智能梁的振动。     

液压溢流阀的振动分析

应用振动理论对液压冲击情况下的液压溢流阀进行了振动分析,建立了溢流阀的振动模型,研究了溢流阀的固有频率和瞬态响应问题,并进行了仿真验证,结果表明本文方法可用于实际中液压溢流阀的振动分析。     

复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性分析

针对复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性研究不足,本文提出一种半解析法分析圆柱壳结构的瞬态振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi's线性薄壳理论,将柱壳沿壳体的母线方向分解为若干子壳段,并推导出圆柱壳结构一般边界条件下的求解模型。柱壳结构的位移函数用Chebyshev行列式和傅里叶级数表示,并引入最小二乘残差来消除计算的不稳定性。对柱壳结构进行瞬态振动特性分析,通过与有限元仿真计算结果对比验证了本文方法的有效性,结果表明:同一频段范围,结构厚度越小,位移曲线峰值越多,瞬态响应越大;损耗因子主要影响结构的共振峰值,对结构固有频率的影响较小。     

重型商用车驱动桥振动噪声分析

针对某重型商用车驱动桥,对其在60km/h匀速行驶工况下进行了振动噪声预测分析;通过桥壳模态分析、驱动桥瞬态响应分析、桥壳频率分析得到驱动桥的振动情况,根据上述结果进行噪声分析,找出了桥壳噪声主要辐射部位,并对噪声声压级进行预测估计。结果表明：驱动桥噪声产生的直接原因是驱动桥表面的振动,该振动是由齿轮啮合时产生的各种动态力引起的,驱动桥噪声的主要辐射部位为桥壳后盖。提出了桥壳改进方案,并进行了仿真验证,结果表明对桥壳后盖加十字胫的方案能有效控制噪声。     

ANSYS在压电智能板振动主动控制中的应用

利用ANSYS软件对粘贴有压电材料的智能板结构建立有限元模型,通过瞬态动力学分析(时间历程分析)并编写APDL(ansys parameter design language)程序实现了对智能板的振动控制仿真。首先定义程序所需要的荷载步,并利用每一荷载步下的节点应变作为反馈信号传给压电片,考虑到板是二维结构,其节点应变可用节点挠度的二阶差分来代替。仿真结果表明了该方法的合理性,为进一步研究智能结构振动主动控制奠定了良好的基础。     

基于 WORKBENCH 的多直径刺针振动特性分析

针对刺针的横向振动域难以捕获及研究模型较少的问题,建立了轴向匀速平动悬臂梁横向振动理论模 型。该研究在气动动力源的边缘条件下,结合欧拉-伯努利梁理论和瞬态动力学原理,建立了刺针轴向运动偏 微分方程,取瞬时模态函数进行拟合求解,并利用 ANSYS-Workbench 软件对不同直径参数的刺针进行瞬态动力 学仿真,获取刺针的振动域变形偏移量及应力变化特征曲线,对所得振动域范围进行收敛性分析,并对刺针几 何参数的选择进行对比分析。通过理论分析与仿真计算得出：刺针的几何直径参数对横向振动特性影响较大; 随着几何直径增加,刺针瞬时振动域缩小, 振动频率不断增大,超过一定范围,振动域变化不明显;由刺针振 动规律得出该针刺机选择刺针的合适尺寸为 3.5mm-4mm。     

智能结构中致动器位置和尺寸的优化研究

在研究智能结构振动主动控制致动器的位置和尺寸优化问题中,首先推导了多压电片传感方程、致动方程和结构的动能、势能表达式,并结合模态的可控性、可观性以及模态价值构建致动器位置尺寸优化准则;然后结合智能简支梁实例计算出其粘贴压电致动器的最优位置和尺寸,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。     

Modeling and controlling of a flexible hydraulic manipulator

1INTRODUCTION Themodelingofaflexiblemanipulatordrivenbyhydrauliccylinderactuatoranditscontrollingarecomplex.Firstly,thecouplingeffectsonrigidbodymotion,beamflexuralvibration,andhydrau licactuatordynamicsarestrong.Secondly,inad ditiontouncertaintiesoftheflexiblearm,therearelargevariationsinthehydraulicsystemparame ters[13].Sofar,themode basedrobustcontrolofahydraulicallydrivenmanipulatorhasnotbeenwellstudiedandfewresultsareavailable.InRefs.[46],thedevelopmentandverificationofageneralstate…     

空间柔性操作臂的动力学/控制耦合特性研究

采用哈密顿模型,对关节处含谐波减速器的空间柔性操作臂的动力学特性进行了研究. 在考虑谐波减速器柔性效应的前提下,分析臂杆运动过程中的动态约束类型,得到了包含系统控制参量和谐波减速器刚度系数的模态频率和振型方程. 综合关节和臂杆的柔性,建立了耦合系统控制律的动力学方程. 通过仿真计算不同控制参数下系统的动力学响应,验证所建系统动力学模型的有效性.     

基于强迫振动测试的预应力混凝土梁桥承载力评估

本文针对偏心直线作用下预应力混凝土梁桥的快速评估问题提出了一种基于结构强迫振动响应测试的桥梁承载力估计方法。首先,文章分析了在时域内结构的预应力对结构在外载作用下动力响应的影响的正问题。特别得到了受偏心预应力作用下预应力混凝土梁的几何刚度矩阵。接着,文章研究了由结构动力响应的变化来识别预应力的方法。本文运用了基于敏感度的优化计算方法。在得到了预应力值之后,预应力混凝土梁桥的抗裂承载力即可算得。文章以京秦高速公路上的青龙河桥为例,进行了数值模拟。研究了该桥数值模型在冲击荷载,简谐荷载和随机白噪声三种荷载作用下的承载力评估效率。数值计算结果表明,本文所提出的方法具有较高的计算效率和精度。     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.     

飞机水平盘旋下弹性支承转子的特性研究

为研究转子系统在一定的外激励下的特性,使得研究与实际状况更加吻合,采用Jeffcott转子弹性支承模型,建立飞机处于水平盘旋状态下弹性支承转子系统的运动微分方程.运用Runge-Kutta数值法研究了飞机水平盘旋下处于一定角速度的刚性和弹性不同支承情况下的瞬态响应,并对仿真结果进行对比分析.结果表明,由于弹性支承使其转轴刚度降低,其临界转速随之降低;处于同一角速度下的弹性支承比刚性支承进入稳定振动的时间长,比刚性支承振动幅度大;弹性支承和刚性支承在同样的情况下转动都会产生稳定的周期解;因此可以通过对转子系统支承刚度的适当调节,可以达到优化系统性能的目的.     

柔性机械臂的动力学模型及PD控制

应用模态控制理论，对柔性机械臂的主动控制问题中的动力学模型进行了研究，在小变形假设的前提下，考虑由于横向变形而引起的轴向位移的影响，采用拉格朗日方程建立了计及动力刚化项的动力学模型，并将ＰＤ控制理论和方法应用于该模型。最后，对一单杆柔性机械臂的振动控制进行了计算机仿真。     

高空作业平台臂架伸缩运动的横向振动特性

为了探究高空作业平台做伸缩运动时变幅平面内的横向振动动力学特性,针对臂架的实际搭接和支承情况,将臂架等效为根部铰接、中间弹性支承且带有集中参数的变截面变长度梁. 基于牛顿第二定律建立各臂段的运动微分方程,采用模态叠加法、结合边界条件求解臂架一系列时刻的瞬态振型函数,曲线拟合时变参数以近似表示梁的振型,并依据伽辽金截断方法,得到广义坐标下的状态空间方程. 在Matlab/Simulink环境下进行动态仿真,得到伸缩过程中臂架头部的变幅平面横向振动动态响应. 结果表明,就横向振动振幅而言,搭接简化会带来15.63%计算结果误差;支承简化会加大臂架整体刚度、减小臂架振动响应,不可取。     

伸长型气动柔性驱动器设计与实验

设计了一种以压缩气体为动力源的伸长型"刚-柔耦合"气动柔性驱动器,驱动器采用内外嵌套结构,内部为弹性气囊,外部为约束弹簧,能有效提高驱动器刚度.为研究不同刚度的约束弹簧对气动柔性驱动器静力学性能的影响,采用实验方法研究了不同弹簧丝直径的驱动器轴向伸长变形、驱动力与工作气压的关系.实验结果表明:驱动器伸长量随工作气压的增...     

柔性索对空间索杆铰接式伸展臂性能影响分析

为了研究柔性索对空间索杆铰接式伸展臂力学特性及稳定性的影响,对伸展臂自平衡状态的受力情况进行分析,计算出满足伸展臂承载结构的最小索拉力设计值.计算表明,伸展臂展开驱动力矩随索拉力的增加而成比例增大;伸展臂的轴向拉伸刚度、剪切刚度和扭转刚度随着索的抗拉刚度增加而增大;静刚度实验表明索张力对静刚度几乎没有影响.仿真分析表明,增加斜拉索直径可以提高伸展臂的扭转振动频率,而斜拉索直径及张力对伸展臂的弯曲和轴向振动频率影响较小.对不同索张力的伸展臂桁架单元进行了动力学试验,验证了仿真分析的正确性.伸展臂铰接结构受力分析表明,增大索张力有利于提高伸展臂稳定性.     

柔性基础内燃机被动隔振系统的建模与仿真

以多体动力学为基础,结合有限元技术和实体建模技术,建立柔性基础内燃机被动隔振系统刚/柔混合仿真模型。并对支承在柔性平板结构上的某四缸柴油机隔振系统进行动力学仿真计算,静平衡及激振力仿真结果均与理论计算十分吻合。通过改变柔性平板支承刚度来改变柔性基础的边界条件,进一步获得不同刚度条件柔性基础上内燃机隔振系统的隔振特性。通过比较柔性基础上隔振器支承力和刚性基础上隔振器支承力的变化,结果表明：柔性基础对隔振器支承力有重要影响,受柔性基础弹性影响的系统自振有可能成为影响支承力变化的主要因素。