空轨列车系统横向运动稳定性研究

采用多体动力学理论建立60自由度空轨列车系统动力学模型，模型考虑橡胶轮胎一轨道非线性相互作用特性，抗横摆减振器及空气弹簧等悬挂系统的非线性特性。利用等效线性化方法对非线性特征进行线性化形成单轨列车系统线性模型，通过系统根轨迹分析研究空轨列车系统稳定性。通过数值积分求解非线性模型的动态响应，基于此对空轨列车稳定性开展研究。结果显示：抗横摆减振器阻尼在10～1000kNs／m范围变动时，车体横摆阻尼比为0．6％～11％，为保证系统稳定，抗横摆减振器阻尼取值应大于200kNs／m，以确保车体横向摆动能够快速收敛。轮轨游间对转向架的横向摆动和横向加速度有显著影响，特别是当游间较大时，转向架通过和驶出曲线时将会产生较为显著的横向冲击振动，其横向振动频率与车体横摆频率相同。在轨道设计中应尽量不设置较大的轮轨游间，在必须设置时应该确保抗横摆减振器具有足够阻尼，并对导向轮轮胎刚度进一步优化，以便减弱转向架和轨道梁间的冲击振动。

带陀螺阻尼器的起重机吊重防摆控制装置研究

由于起重机吊钩缺乏旋转动力装置,在强风作用下会导致其悬挂载荷发生旋转,针对这一问题,提出了一种带陀螺阻尼器的起重机悬挂载荷防摆控制装置。首先,采用由伺服电机驱动的吊钩对悬挂载荷进行旋转定位,采用了单轴机械陀螺的被动控制方式,对悬挂载荷旋转时产生的反作用力矩进行了抑制;然后,从两个方面对该装置进行了优化(在机械陀螺仪的万向节侧面添加弹簧,构建起了一种陀螺阻尼器;利用风力控制来调整悬挂载荷的姿态);最后,构建了陀螺阻尼器和风力组合控制的装置物理模型,并通过实验对该装置进行了分析。研究结果表明:与无弹簧的情况相比,陀螺阻尼器(带弹簧)能够使飞轮倾斜角度返回0°的时间缩短43%,大幅缩短了飞轮倾斜角的偏移时间;此外,与无风机控制的情况相比,采用陀螺阻尼器和风力的组合控制,可使悬挂载荷停止所需的时间缩短90%;该结果验证了该防摆控制装置的有效性。

基于磁流变技术的AUV收放防摆装置设计与仿真

针对高海况下水下机器人(AUV)布放回收作业中存在的负载摇摆幅度过大的问题,设计一种基于磁流变阻尼器的AUV半主动式布放回收防摆装置,将其布置于船舶A型架上。分析摆角与磁流变阻尼器的动态力学关系,建立船舶在横摇和纵摇工况下的防摆装置动力学模型。利用Simulink-Adams软件进行联合仿真,结果显示,在设定的3种工作场景下,时变电流策略控制下的防摆装置平均摆动抑制率相比无防摆措施均提升70%以上,能耗相比定电流策略下降50%以上。仿真结果表明该防摆装置有效,研究成果可供下一步试验参考。