舱段主动隔振系统作动器配置优化

针对舱段主动隔振系统中作动器配置优化问题,给出一种优化模型和方法,通过数值计算进行方法验证。首先建立了多通道舱段主动隔振系统的动力学模型,然后将作动器配置优化转换为约束0-1非线性规划问题,以系统监测点响应为优化目标函数,作动器启用状态为自变量,最后采用教与学优化(teaching and learning-based optimization,TLBO)算法寻找最优配置。仿真计算结果表明,对于不同的激励,多通道主动隔振系统的最优配置不同,即存在对应给定激励下抑制壳体振动与声辐射的最优配置。

基于压电驱动的圆柱壳内振源振动传递控制

针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立振源及主被动支承的振动模型,最终使用子结构频响函数综合获得耦合系统振动模型。基于耦合系统模型和理想控制假设,在频域给出壳体振动可控性,并通过振源-主被动支承-壳体试验系统验证控制的有效性。仿真与试验结果表明,基于压电作动器的主被动隔振方案能显著降低壳体的宽带和线谱振动。

基于多自由度控制的主被动隔振器研究

船用大型动力装置运行时所产生的线谱振动是水下辐射噪声产生的重要原因之一,通常在振源设备与船体安装基座之间采取隔振措施,抑制宽频带振动的传播。针对隔振系统振动传递路径复杂而难以有效控制的问题,在功率流传递特性分析的基础上提出一种新型主被动隔振器,在被动隔振的基础上通过主动控制进一步衰减线谱振动通过隔振器的传递。该隔振器具有多自由度振动传递控制的特点,可避免通常存在的振动传递路径切断不彻底的弊端。该研究对隔振器的静态特性、动态特性以及主被动隔振效果进行了分析和测试,仿真及试验结果均表明,通过结合加权误差反馈自适应控制算法和多自由度同步控制,主被动隔振可显著抑制弹性基础在300 Hz内的线谱振动。

基于跟踪滤波的自适应振动控制

针对频率周期振荡的振动系统讨论自适应控制问题,在频率跟踪的基础上对频率变化的振动响应进行控制,给出相应的估计、滤波与控制方法。首先在子空间辨识原理的基础上,通过测量信号自相关序列的递推运算获得信号频率;然后根据估计频率实时调整带通滤波器的中心频率,使其跟踪信号频率,实现信号分量的跟踪滤波;最后在LMS方法的基础上构造对信号分量进行控制的自适应控制器。文中仿真与实验研究结果表明,基于频率估计和跟踪滤波的自适应方法能够控制系统的振动响应,可取得10dB-25dB的振动抑制效果。

基于信号时频分解的模态参数识别

给出了基于响应信号 Gabor展开与重构的模态参数辨识的时频分析方法。通过响应信号的展开与重构 ,单频特征振动可从复杂的响应信号中分离出来 ,由这些特征振动信号可进一步提取系统的模态振动参数。论述了频率、阻尼和特征振型的估计方法以及估计方法对系统响应信号的特殊要求。此方法可适用于平稳、非平稳的响应信号 ,且无需输入信号 ,属于环境激励下的一种参数辨识方法。仿真结果说明时频展开与重构方法是模态参数辨识的有效手段之一。

自适应振动控制中的输出饱和抑制

针对结构振动的自适应控制,讨论控制器输出饱和的影响并给出相应的抑制方法。在跟踪滤波和滤波XLMS(FXLMS)方法的基础上,通过引入Sigmoid函数并进行自适应控制器权系数的约束优化来获得权系数的调整规律,使控制器输出快速脱离饱和区,而且被控对象的振动以更快速度衰减。通过数值仿真研究一个试验系统的自适应控制器的饱和非线性及其抑制效果,结果表明所提方法能够有效地抑制输出饱和的影响,显著改善自适应控制器的性能。

主动隔振与声辐射控制中的饱和抑制

讨论主动隔振中控制器输出饱和及其抑制对振动和声辐射控制的影响。首先给出流固耦合振动的时域建模方法,采用有限元/边界元方法建立流固耦合系统的振动方程,在建模过程中通过修正流体附加质量阵得到较准确的系统模型;然后在时域模型的基础上,给出基于自适应滤波的控制和输出饱和的抑制方法。采用由单自由度隔振模型和嵌于无限大障板的简支加筋板组成的耦合系统进行仿真研究,结果显示了饱和抑制方法能够显著地改善主动隔振与远场声辐射的控制效果。

悬架的半主动控制

采用Ｈ∞动态输出反馈设计悬架半主动控制的控制器．先设计全主动控制律，再以半主动控制律逼近之．通过半主动作用以抑制任意激励下的悬挂质量振动及轮胎动态载荷．由于系统在相对速度ｖｒ→０时具有弱可控性，引入适当的饱和函数以得到连续的半主动控制律．采用Ｈ∞动态输出反馈设计方法在于强调低频段干扰的抑制作用，这与通常的宽频带控制律有显著的区别．结果表明，半主动控制使得悬挂质量的振动得到改善，而轮胎的动态载荷无明显变化，这反映了半主动控制的低频抑制作用．然而抑制悬挂质量的高频振动必然导致轮胎动态载荷的恶化．

模态的可观可控度与作动器、传感器的布置

本文给出评价模态可观可控性的一种方法,利用可观、可控格拉姆阵的象空间、零空间与模态可观可控性之间的关系,给出计算可观可控度的计算式,并以此可观可控性度量来确定作动器、传感器的布置.这种方法计算简单,易于应用.

高速电梯振动控制的理论及实验研究

本文针对电梯振动研究主机振动的隔离 ,通过理论分析确定系统主要参数对振动隔离的影响规律 ,同时借助实验手段确定系统的固有频率 ,并有针对性地调整系统的固有频率 ,使之避开主机的激励频率。在理论及实验分析的基础上对实际电梯系统实施隔振 ,同时采取提高系统旋转部件的平衡精度以及安装质量等其他措施 。

基于系统输出的时变特征参数辨识

在子空间辨识方法的基础上给出时变特征参数辨识的新方法。将特征阻尼修正与数字滤波相结合 ,由输出信号估计特征频率和阻尼比。对于系统输出 ,假定其具有短时平稳特性 ,通过对响应信号在局部时间段上建模得到时变特征。使用分量能量指标指示信号中各振动分量的强弱 ,并通过能量指标在时频面上建立一种时频表示 ,以此反映系统的时频特性。对 Hankel矩阵使用 QR分解 。

主动隔振与水下声辐射控制的实验研究

建立一个包括有机玻璃水箱和主动隔振器的实验系统,研究主动隔振对降低结构振动及其声辐射的有效性。实验模型的建立是基于流固耦合系统的有限元分析和局部模态测试,通过数值分析确定辐射面的振动模态以及辐射声场分布。扰动源的干扰频率接近辐射面固有频率,在水中形成共振状态下的辐射声场。扰动源采用四点主动隔离,四个电磁作动器同时控制并采用自适应对消算法,抑制扰动源周期性干扰引起的振动。实验结果表明主动隔振能够明显降低平板的辐射声压。

结构振动的反馈控制

针对结构振动的反馈控制方法，考虑作动器的动态特性，给出保证位移正反馈、速度负反馈和加速度负反馈控制稳定的时延界限和增益幅度．比较了三种反馈方法的优缺点，指出加速度负反馈具有大范围的稳定特性．

冲击波形调节器的原理分析

在碰撞试验中,一般的阻尼制动器对制动加速度的波形调节并无特殊要求,对有特殊要求的阻尼制动器需要使用额外的波形调节装置。文章对一种波形调节器的结构及其工作原理进行介绍与分析,通过对设计参数的仿真研究,证明调节器的设计在原理上是可行的,可方便地通过调节阀芯的运动速度来改变制动过程中冲击波形的脉宽和幅值,从而满足不同的冲击试验要求。

结构时变模态参数辨识的时频分析方法

应用线性和二次时频变换方法 ,即短时傅里叶变换和魏格纳 -维尔分布 ,进行了时变结构模态参数的辨识 .通过对刚度突变和刚度连续变化的单自由度系统时变参数辨识的仿真 ,论述了两种时频辨识方法的特点 .仿真结果表明 ,时频变换辨识方法是辨识时变模态参数的有效工具 ,而且魏格纳

激励幅值及载荷对准零刚度隔振器特性的影响

提出具有负刚度特性的欧拉屈曲梁结构并分析其静态特性,将负刚度机构和线性隔振器并联使用,设计准零刚度隔振器。如果隔振器的载荷选用得当,系统将在零刚度点平衡,若载荷发生改变,系统平衡点将偏离零刚度点。考虑载荷的影响,对零刚度隔振器进行动态建模,并采用谐波平衡法求解准零刚度隔振器的响应。定义准零刚度隔振器平衡点不在刚度零点时系统的力传递率,分析激励幅值和载荷对隔振器性能的影响并和线性隔振器的性能进行比较。结果表明,所设计的零刚度隔振器具有低频隔振效果,其响应和隔振性能受到激励幅值和载荷的影响,可以使系统的特性从单纯的渐硬刚度向渐软刚度以及渐软-渐硬刚度混合的特性改变,并显著改变系统的传递性能。

卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。

离心泵噪声研究的综述和展望

回顾了离心泵噪声研究的国内外现状。首先总结了离心泵噪声的来源,并对离心泵噪声来源的研究进行分类评述:机械结构影响离心泵噪声的研究,包括蜗壳几何形状与叶轮影响离心泵噪声的研究;流体动力影响离心泵噪声的研究,包括对汽蚀、流固耦合与湍流诱发噪声的研究。而后从离心泵诱发噪声的数学模型推导、数值计算与试验研究三个方面对研究离心泵噪声所使用的方法进行了总结;最后讨论了目前研究存在的一些问题和今后的研究方向。

应用时变参数建模方法辨识时变模态参数

应用非平稳时间序列的时变自回归建模方法进行了参数随时间变化的线性系统模态参数的辨识。对线性时变系统在白噪声激励下振动响应的非平稳时间序列进行建模。通过引入基函数将非平稳过程的辨识问题转化为线性时不变过程的辨识。结合信号时频变换确定模型阶次 ,通过时变的伯格尔 (Burg)算法对时变的自回归 (AR)模型系数和时变结构模态频率进行了估算。通过对刚度随时间变化的三自由度系统模态频率的仿真辨识 。

应用时频分析方法辨识时变系统的模态参数

应用Gabor展开及Hilbert变换进行时变线性系统模态参数的辨识。利用非平稳信号的Gabor变换将结构响应信号表示在时频面上,并通过Gabor展开重构分离模态分量,建立每一阶模态的时变线性模型。对单模态时变线性模型应用Hilbert变换来辨识随时间变化的模态频率和阻尼。通过对刚度和阻尼慢变的两自由度系统模态参数的仿真辨识验证辨识方法的有效性。仿真结果表明:本文方法为时变线性系统的模态参数辨识提供了一条新的途径。