主动隔振系统的并行设计方法研究

针对传统的串行设计方法很难使主动隔振系统性能达到全局最优这一问题,提出了一种基于线性矩阵不等式(LM I)的主动隔振系统机械结构参数及其控制器的并行设计方法.该方法将主动隔振系统机械结构及控制器的设计结合起来,从提高系统隔振效果出发,得到了系统机械结构参数和控制器的最优设计准则.给出了一个运用此方法进行超精密隔振平台并行设计的实例,理论分析和仿真计算结果表明,并行设计的主动隔振系统较传统串行设计的系统能够明显降低隔振对象的振动位移,从而有效提高系统的隔振效果.     

磁悬浮浮筏隔振系统传递特性研究

设计了一种磁悬浮隔振器, 并与被动隔振器并联应用于浮筏系统, 建立了磁悬浮浮筏隔振系统的动力学模型.通过Adams软件仿真, 得到不同刚度下浮筏隔振系统传递率曲线.仿真结果表明:由于磁悬浮隔振器的刚度阻尼可主动控制, 磁悬浮浮筏隔振系统在脉冲激励信号作用下, 在宽频域内具有良好的隔振性能.     

旋转机械主动隔振研究Ⅰ:功率流传递特性

针对工程中的柔性安装问题,对柔性板式基础上的主动隔振进行了研究,用功率流指标描述主动隔振系统中能量的传输,运用子结构导纳综合法推导主动隔振系统中功率流传递的控制表达式,研究一类旋转机械的主动隔振.文章分为两部分,这里主要探讨了控制力为零时的纯被动隔振情况下系统的功率流传递特性,为第二篇的功率流控制策略研究作好准备.     

基于压电堆式作动器的主动隔振研究及其仿真分析

以压电堆为作动器并安置于某机载精密仪器结构中,建立了结构主动隔振系统的动力学模型;针对该模型,建立了基于线性二次型Guass(LQG)最优控制理论的控制方法,对结构振动隔离的理论方法进行了研究并基于Simulink进行了数值仿真分析.仿真结果显示,所研制的隔振系统能够很好地隔离源自基座的位移激励,证明了所研究的隔振方法在理论上是有效的和可行的,从而为进一步的实验研究奠定了基础.     

声纳安装平台减隔振主被动控制研究

为了减隔从舰船壳体向声纳阵传递的振动,设计了一种声纳安装平台主被动减隔振系统.在该系统中,采用弹簧和橡胶垫作为被动隔振元件,用以抑制高频振动;采用超磁致伸缩执行器作为主动致动器,用以抑制低频振动.建立了考虑流固耦合的系统动力学方程.基于线性矩阵不等式,设计了H∞控制器,对声纳安装平台减隔振系统进行了数值仿真研究.研究结果表明,所设计的主被动声纳安装平台减隔振系统对于舰船壳体传来的振动噪声以及外界扰动能有效加以抑制,从而提高了声纳的信噪比.     

主动控制的高精度隔振平台的仿真

高精度隔振平台以的环境微振动干扰是复杂的,因此研究了隔振平台动力学和主动控制方案,对复杂振动环境下采用电磁力控制的高精度隔振平台作了计算机仿真,根据仿真结果,比较了平台系统各参数对平台主动和被动隔振效果的影响。     

旋转机械主动隔振研究Ⅰ：功率流传递特性

针对工程中的柔性安装问题，对柔性板式基础上的主动隔振进行了研究，用功率流指标描述主动隔振系统中能量的传输，运用子结构导纳综合法推导主动隔振系统中功率流传递的控制表达式，研究一类旋转机械的主动隔振，文章分为两部分，这里主要探讨了控制力为零时的纯被动隔振情况下系统的功率流传递特性，为第二篇的功率流控制策略研究作好准备。     

微制造平台混合隔振的动力学研究

提出了以空气弹簧作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件的微制造平台双层混合隔振系统，研究了在其主动隔振致动器的三种不同安装方式下的动力学特性，分析了主动控制力与被动隔振器参数之间的关系，研究结果表明：在微制造平台双层混合隔振系统中，当主动隔振致动器仅作用于隔振对象时的隔振性能最好，当主动隔振致动器安装于隔振对象与中间质量之间时的隔振性能次之，而当主动隔振致动器安装于中间质量与基础之间时的隔振性能最差。     

变刚度浮筏隔振系统功率流传递特性分析

设计了磁悬浮支承隔振单元结构,并应用于多自由度浮筏隔振系统.以带有刚度可调的磁悬浮支承隔振单元的隔振系统为研究对象,建立数学模型,推导出其传递到系统基础上的功率流数学表达式.通过实例分析了磁悬浮支承刚度、基础尺寸、浮筏质量,以及浮筏转动惯量对传递到基础上功率流的影响,为浮筏隔振系统的优化设计和磁悬浮隔振控制系统设计提供了可遵循的依据.     

旋转机械主动隔振研究Ⅱ:功率流传递的控制策略

在对被动隔振系统的功率流传递特性进行研究的基础上,进一步研究了旋转机械的主动隔振系统的功率流传递规律,并提出了基于总功率流最小的最优化控制策略,分析了优化控制力对总功率流和其它各功率流分量传递的控制效果.     

Whole-spacecraft hybrid vibration isolation based on piezoelectric stacks and viscoelastic material

In order to improve the performance of whole-spacecraft vibration isolation systems,choosing piezoelectric stacks and viscoelastic material as the active and passive vibration isolation components,an innovative whole-spacecraft hybrid vibration isolation system (WSHVIS) is designed and studied.The finite element method is used to establish the dynamic model of WSHVIS and analyze its frequency response characteristic.According to the analysis results,eigensystem realization algorithm is applied to obtain the minimum-order state-space model of WSHVIS,which is used to design controller.On this basis,off-line simulation and on-line realization for the WSHVIS is performed.The simulation and experimental results showed that WSHVIS can effectively reduce the vibration loads transmitted from launch vehicle to spacecraft.Compared with passive vibration isolation system,the hybrid vibration isolation system has a significant inhibitory effect on the low-frequency vibration components,and can greatly increase the safety and reliability of spacecraft.     

MATLAB在振动隔离中的应用

针对振动隔离中基础的非刚性问题，采用四端参数和机械阻抗方法，分析推导了基础为非刚性时隔振系统的响应比；并以基础为质量-弹簧-阻尼器的并联系统为例，利用MATLAB的仿真功能，对系统的响应比曲线进行模拟仿真，来分析系统参数对隔振效果的影响；提出了控制系统振动的简洁、快速的参数设计方法。     

轿车动力总成悬置系统的仿真研究

以国产某轿车为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS研究其动力总成悬置系统隔振性能。以悬置性能参数为设计变量,以悬置支承处响应力最小为目标函数,以怠速为研究工况,对动力总成悬置系统进行优化设计,最终改善其隔振性能.     

柴油机主动隔振液压执行器线性化控制仿真研究

利用非线性自适应控制方法及其相应的非线性系统理论,对实际柴油机台架液压执行器的非线性系统进行线性化控制,以达到减小乃至消除整个系统非线性成分的目的.从实际台架出发进行理论分析,为柴油机双层主动隔振系统的次级通道建立确切的非线性系统模型,进而采用预补偿模型参考自适应逆控制策略(PCMRAIC),在Matlab平台下实现对整个非线性系统线性化控制的数字仿真.数字仿真结果表明,柴油机主动隔振系统次级通道存在着不可回避的非线性特性,采用预补偿模型参考自适应逆控制策略能够较理想地解决次级通道非线性特性.数字仿真对柴油机试验台架的实际研究有一定的指导意义.     

非接触式定位隔振平台机电联合仿真分析

为了研究工作于空间微重力环境的非接触式定位隔振平台的工作性能,利用机电联合仿真方法对平台的6自由度定位和微振动隔振功能进行仿真分析. 介绍所设计非接触式定位隔振平台的工作原理,其中平台的激励单元、位置测量单元和加速度测量单元分别利用非接触式二轴作动器、二维位置敏感探测器和单轴加速度计根据空间对称布置方案构成,并基于位置和加速度反馈设计平台控制器. 利用ADAMS和MATLAB/Simulink,分别建立平台的机械系统仿真模型和基于位置与加速度反馈的闭环控制系统仿真模型,获得平台的机电一体化联合仿真模型. 利用所建立的联合仿真模型,对平台的定位和隔振性能进行仿真分析. 结果显示,在小范围定位模式下,所设计平台的6自由度位移和角位移控制误差分别小于10 μm和2×10^-5 rad;在隔振模式下,平台在6自由度方向对0.01~1 Hz正弦直接振动干扰的抑制效率为39~73 dB,对1~100 Hz正弦直接干扰的抑制效率为19~73 dB,在隔振控制过程中浮台与基台的相对位移小于1 mm.     

基于ADAMS车用CD光驱的振动隔离研究

通过对某型号CD光驱的隔振系统作扫频实验,获得振动系统的阻尼比和竖直振型对应的固有频率。应用ADAMS软件建立CD光驱虚拟样机模型。用半正弦脉冲作为激振,优化隔振系统。实验表明,优化后隔振系统的振动特性大大改善,为设计新的CD光驱隔振系统提供了方法。     

多层环形钢板阻尼器隔振系统建模与仿真研究

为了满足航空航天等特殊工况下阻尼减振的需要,研制了多层环形钢板阻尼器,该阻尼器借助于载荷作用下多层金属环之间的摩擦力实现阻尼隔振,并进行了多层环形钢板阻尼器的结构设计;根据动力学原理,建立了阻尼器的振动系统模型及系统方程;利用相轨迹方法获得了自由振动相图;以实验研究为基础进行了动态仿真,并对仿真结果加以分析,获得了多层环形钢板阻尼振动系统的动态特性。     

主动隔振器的自适应模糊控制研究

针对具有非线性不确定性的主动隔振器的镇定问题,本文采用隔离振动源方法,建立了主动隔振器系统的动态方程,并运用模糊逻辑来估计系统的未知非线性函数;同时基于Backstepping和自适应模糊控制技术给出了系统的控制方案,并在控制器的作用下,闭环系统状态快速收敛到原点充分小的邻域内,从而确保系统正常运行,同时用实例进行了数值仿真.仿真结果表明,在控制信号的作用下,系统状态能快速收敛到原点充分小的邻域内,所设计的模糊自适应控制器在镇定主动隔振器系统的同时使所有的自适应信号保持有界.该研究可确保主动隔振器系统具有良好的隔振性能.