还原候风地动仪的稳定倒立摆结构

历史上很多学者曾对候风地动仪的原理进行了还原和探索,但各自都有不符合史实的部分,这使得公众和部分学者对其真实性提出了质疑。为此需要提出一种合理的原理模型。经研究发现了一种不需要使用弹簧的稳定倒立摆结构,在保证尺寸、制造工艺符合史实的同时能具有较低的固有频率,可以用来研制符合后汉书描述的候风地动仪。并对此结构在Matlab中进行仿真,其结果证明此结构能对地震波做出响应并发出警示,是一种合理的候风地动仪原理模型。

基于ARID控制系统的固定式海洋风机纵摇控制

针对固定式海洋风机在随机风浪载荷及其联合作用下产生的具有倒立摆运动特征的纵摇,研究采用主动转动惯量驱动系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)对海洋风机纵摇进行控制的问题。ARID控制系统通过伺服电机驱动转动惯性质量产生控制结构摆动的最优力矩,从而减小海洋风机的纵摇运动。基于拉格朗日原理建立海洋风机-ARID控制系统的理论分析模型;采用Simulink对海洋风机-ARID控制系统的有效性进行验证,并分析系统参数(控制算法参数、转动惯量比等)对控制效果的影响规律;设计海洋风机-ARID控制系统的振动台试验,设置多种载荷激励形式,验证控制系统的稳定性与广谱有效性。数值模拟和试验结果均验证了所建立的分析模型的正确性,表明ARID控制系统对风机的纵摇运动具有显著的控制作用,为ARID控制系统在具有倒立摆运动规律的工程结构中的应用奠定理论基础。