广义Ruzicka隔振系统的简谐振动隔离研究

提出广义Ruzicka隔振系统的概念 ,该系统在实际工程系统中有广泛应用 ,如铁路机车车辆和汽车的隔振系统中。通过建立广义Ruzicka隔振系统的运动方程 ,导出简谐激励下隔振系统的绝对传递率 ,而简单隔振系统和Ruzicka隔振系统则可作为广义Ruzicka隔振系统的特例。取铁路客车的 1/ 4车体模型作为应用实例 ,研究Ruzicka和广义Ruzic ka隔振系统的简谐隔振性能 。

基于广义Ruzicka隔振系统的轨道车辆运行平稳性分析

为研究众多参数对轨道车辆平稳性的影响,推导了基于广义Ruzicka隔振系统的轨道车辆垂向模型的振动微分方程,求解出系统的绝对传递率和Sperling平稳性指标,并与传统模型作比较。基于Sobol序列对广义Ruzicka车辆模型参数随机采样,引入Sobol′全局灵敏度分析法,对模型进行平稳性参数的全局灵敏度分析。研究结果表明,广义Ruzicka车辆模型考虑了阻尼器两端的橡胶节点作用,因此比传统模型更贴近轨道车辆实际情况;车体质量、转向架质量、二系悬挂刚度和阻尼变化对车辆平稳性的影响较大;车体点头惯量和转向架点头惯量的变化对平稳性的影响较小;二系悬挂阻尼和其他参数之间存在明显的交互作用。

广义Ruzicka隔振系统的随机振动隔离研究

在Ruzicka隔振系统的基础上,提出了广义Ruzicka隔振系统的概念.通过建立广义Ruzicka隔振系统数学模型,导出了在白噪声输入情况下系统随机响应方差及最优阻尼比和最小方差的解析式;将简单隔振系统和Ruzicka隔振系统作为广义Ruzicka隔振系统的特例,比较了3种隔振系统阻尼器的最优阻尼值和最小方差,研究了弹簧参数的影响.结果表明:广义Ruzicka隔振系统的方差最大,阻尼值最小,且弹簧刚度Nk越大,3种隔振系统的最优阻尼值和方差越接近.该研究为实际隔振系统的优化设计提供了理论基础.

以广义力传递率为目标的动力总成隔振悬置系统优化设计方法

定义动力总成悬置系统的广义力传递率及其积分和,适于作为动力总成悬置系统隔振特性优化设计计算的评价指标。提出以广义力传递率积分和极小化为目标的动力总成悬置系统优化设计计算方法,对动力总成—悬置系统的刚体振动模态频率的分布范围加以约束,可实现悬置系统布置参数和悬置元件刚度的优化。基于一种客车的动力总成—悬置系统,进行较完整的优化设计计算分析,使系统的广义力传递率、各阶固有振动频率的频率比和动态力传递率均得到了明显改善,证明了这种优化设计方法的可行性和有效性。

两自由度高静低动刚度隔振系统的广义混沌同步化

针对目前潜艇动力机械系统的线谱控制方法难以实现小能量控制混沌化、变工况下持续混沌化和小振幅混沌化难题,提出了基于状态反馈和开环加非线性闭环耦合的两自由度高静低动刚度隔振系统广义混沌同步化方法。首先,建立两自由度高静低动刚度隔振系统的动力学模型,分析其全局性态;然后,利用Chen系统作为驱动信号,采用Hooke&Jeeves方法优化控制增益,通过状态反馈实现变工况下的持续混沌化;最后,利用开环加非线性闭环耦合的广义混沌同步实现高静低动刚度隔振系统大参数范围和小振幅混沌化。仿真结果表明,虽然基于状态反馈的广义混沌同步能实现两自由度高静低动隔振系统持续混沌化且线谱强度有所降低,但基座的振动幅值相比未混沌化前急剧加大;而基于开环加非线性闭环耦合的广义混沌同步能同时实现两自由度高静低动隔振系统变工况下的持续混沌化和小振幅下的混沌化,不仅能显著降低线谱强度,而且能有效抑制被隔振物体的振幅,解决了一般意义的混沌化方法无法解决的线谱抑制和振动隔离之间的冲突。

引力波探测中的被动隔振系统

介绍了引力波探测实验中的被动隔振系统的基本原理和研究现状,讨论其性能及特点.低频被动隔振系统,如七级气体弹簧隔振系统,多级隔振堆,四级悬臂弹簧隔振系统以及三级弯曲弹簧隔振系统在10Hz以上,都具有好的隔振性能;倒摆、折叠摆、 X摆和锥摆等超低频水平隔振系统实现了几十秒的共振周期;建立在对称扭杆弹簧系统基础上,构思新颖的被动垂直隔振系统克服了传统被动垂直隔振系统无法解决的困难,实现了超低频被动垂直隔振.

两自由度非线性隔振系统线谱混沌化控制技术研究

线谱混沌化是提高潜艇声隐身性能的主要手段,但难以实现小振幅下的持续混沌化;同时,非线性隔振系统由于多个吸引子共存,混沌化品质依赖于初始条件和系统参数。为此,利用开环加非线性闭环方法研究两自由度非线性隔振系统的吸引子迁移和线谱混沌化。建立两自由度非线性隔振系统的动力学方程并分析其全局性态,得到系统的全局分岔特性及吸引子共存规律;通过开环加非线性闭环方法实现不同吸引子之间的迁移控制,使系统在不同初始条件下始终运行于基础振动最小的混沌吸引子上;利用开环加非线性闭环耦合方法实现驱动系统和响应系统之间的广义混沌同步,使系统在不同参数下始终处于小振幅持续混沌运动。仿真结果表明该方法具有可行性和稳定性,能实现隐匿线谱信息和保持隔振性能的双重功能。

亚微米超精密车床隔振的广义预测控制仿真研究

亚微米超精密车床振动控制系统是一个带不确定干扰的非线性系统，用广义预测控制原理提出了一种数字控制的新方法。该方法克服了一般线性状态反馈控制所存在的由于模型非线性和干扰引起系统动态特性和控制精度变差的缺点。用该方法所设计的电磁作动器能够有效地抑制空气弹簧固有的非线性和电磁线圈反电势所引起的涡流干扰。通过仿真，将该方法与一般线性状态反馈控制相比较，结果证明了该方法使系统具有更强的鲁棒性、更好的动态品质和更高的控制精度。

多级隔振系统的优化设计

提出由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统方案,分析讨论了系统参数对由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统隔振性能的影响,通过对该隔振系统的优化设计问题进行分析,得到在给定条件下该隔振系统的最优阻尼比ξopt等.

混沌同步控制策略构造方法研究

水下辐射噪声中的低频线谱是影响潜艇声隐身性能的主要因素,线谱混沌化控制技术通过处于混沌状态的非线性隔振系统将低频线谱转换为宽频混沌谱,可以实现频谱重构并降低线谱强度。前期研究表明,利用广义混沌同步方法可以实现变工况下隔振系统的持续混沌化,在某些情况下还能显著减小振幅,为线谱混沌化控制理论提供了新思路。然而,目前要利用广义混沌同步产生小振幅的持续混沌运动,只能通过"试错"来选择合适的混沌同步控制策略,还没有形成系统的方法。为此,提出了一种混沌同步控制策略构造方法。结合耦合Duffing隔振系统对该构造方法进行验证和说明,并将该方法应用于两自由度非线性隔振系统。