多频激励作用下悬索时滞减振控制研究

悬索作为一类典型的柔性结构,因其本身质量轻,柔性大,阻尼小等特点,在多频激励的作用下容易产生大幅振动,易造成结构疲劳破坏,从而导致工程灾害的发生。因此,悬索的振动控制是工程实际应用中亟须解决的问题。该研究采用时滞速度反馈控制策略对多频激励下的悬索进行减振控制。基于Hamilton变分原理,建立多频激励下受控悬索的非线性振动控制模型。利用Galerkin法得到离散后的时滞微分方程,通过多尺度法求解受控悬索发生超谐波与亚谐波联合共振时的幅频响应方程,并判断稳态解的稳定性,分析了受控悬索的非线性动力学行为,以及控制系统参数对共振响应的影响。研究结果表明,多频激励时悬索系统同时出现超谐共振和亚谐共振响应的特性,随着时滞值的增大不同分枝之间距离减小,随着控制增益减小分枝的稳定和不稳定解的相位趋于接近。通过调节控制增益和时滞值的大小可以改变共振范围、响应幅值及其相位,达到最优控制效果。

轴向时滞反馈控制下悬索非线性响应分析

采用轴向时滞反馈控制策略对悬索进行振动控制。根据Hamilton原理建立悬索的非线性振动控制方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下悬索第一阶正对称模态主共振响应近似解,得出系统响应与控制参数的关系。结果表明,主共振的响应存在多解和跳跃现象,调节控制增益和时滞值,可以避免共振区,有效抑制大幅振动。

时滞影响下受控斜拉索的参数振动稳定性

研究了轴向激励作用下受控斜拉索系统主参数共振的时滞效应,考虑了拉索垂度和几何非线性的影响,基于Hamilton变分原理建立了受控斜拉索系统轴向激励下的非线性参数振动方程,利用Galerkin方法得到时滞动力系统,运用多尺度法对受控系统的主参数共振进行了分析,得到了不同时滞值、控制增益时参数振动稳定域和受控拉索的时程曲线.研究表明,时滞影响下斜拉索振动控制系统的效果变差,参数共振的稳定域发生偏移,对受控斜拉索系统的控制效果随着时滞的增大而变差,从而对控制系统的参数设计起到指导作用.

时滞反馈作用下压电梁的参数共振分析

基于Hamilton原理建立了受控压电梁的参数振动方程,研究了轴向激励压电梁时滞速度反馈控制的主参数共振.采用非线性振动的多尺度法研究了压电梁的亚谐波主参数共振,并对其稳定域进行分析.通过算例分析得到了不同时滞,控制增益,轴力影响下压电梁参数共振的稳定域和时程曲线.结果表明:时滞值增大,系统承受轴向力减小,相对于控制增益则反之.同时,随着轴向力增大,在一定范围内主动阻尼增加,时滞反馈能有效降低响应幅值.随着时滞值增大,减振效果变差.

索-梁组合结构主共振响应的时滞反馈控制

基于时滞加速度反馈控制策略对索-梁组合结构进行振动控制。根据Hamilton原理推导了索-梁组合结构非线性振动控制方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下索-梁组合结构主共振的一阶近似解,得出系统响应与控制参数的关系以及响应峰值和临界激励值与时滞参数的表达式。结果表明,主共振的响应存在多解和跳跃现象,调节控制增益和时滞值,可以有效抑制大幅振动。

时滞加速度反馈控制下悬索的主共振分析

利用Hamilton变分原理,忽略弯曲、扭转以及剪切刚度的影响,研究轴向时滞加速度反馈控制下悬索的主共振响应,得到悬索的面内非线性运动方程,并采用Galerkin方法可得时滞微分方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下悬索第一阶正对称模态的主共振响应近似解,通过数值算例,分析系统响应与控制参数的关系和时滞值对索力的影响。研究结果表明:主共振响应存在多解和跳跃现象,且随时滞值的增大呈周期性变化,合理选择控制增益和时滞值,可以有效抑制悬索的大幅振动,达到良好的控制效果。

铰支柔性梁主参数共振的时滞反馈控制

研究了时滞反馈控制作用下铰支柔性梁主参数共振问题.采用多尺度法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下铰支柔性梁非线性主参数共振,分析了时滞、反馈控制增益,非线性系数等系统参数对系统非线性主参数振动的影响,分析了主参数动力响应随参数变化的规律.结果表明:随着反馈增益的增大,系统响应幅值得到明显抑制,合理地控制系统参数选取可提高振动控制的效率.