周期性机械振动主动控制算法
机械振动控制的自适应与优化算法
机械振动控制的自适应与优化算法机械振动控制是控制工程中的一项重要内容，在很多领域都有着广泛的应用。
机械振动会导致机械系统的破坏和能源的浪费，因此，研究机械振动控制的自适应与优化算法具有重要的意义。
自适应控制算法是一种能够根据控制系统自身的性能指标和环境变化来调整控制策略的方法。
自适应控制算法主要有模型参考自适应控制、直接自适应控制和稳态自适应控制等。
其中，模型参考自适应控制是一种常用的方法，它通过建立参考模型与被控对象的模型之间的误差来进行控制调节。
该算法能够根据误差的大小调整控制器的参数，从而实现对机械振动的控制。
优化算法是一种通过寻找最优解来改进系统性能的方法。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群优化算法、蚁群算法等。
这些算法通过模拟生物进化、粒子行为等寻找最优解的过程，可以应用于机械振动控制的参数优化中。
通过调整控制器的参数，优化算法能够找到最佳的控制策略，从而有效地抑制机械振动。
自适应与优化算法在机械振动控制中的应用主要包括参数估计、模型更新和控制器设计三个方面。
首先，参数估计是机械振动控制中的重要环节，它能够通过观测反馈信号和控制输入信号来估计被控对象的参数。
自适应算法通过不断调整参数估计的误差，优化算法通过寻找最佳解来提高参数估计的准确性，从而实现对机械振动的准确控制。
其次，模型更新是机械振动控制中的另一个关键环节。
模型通常用来描述被控对象的物理特性，对于复杂的机械系统来说，模型的正确性对控制效果至关重要。
自适应算法能够通过不断调整模型参数来提高模型的准确度，优化算法则能够通过寻找最优解来优化模型。
通过自适应与优化算法的联合应用，可以实现对机械振动控制中模型更新的自适应优化。
最后，控制器设计是机械振动控制中的核心问题。
自适应算法能够实现对控制器参数的自适应调整，优化算法能够通过寻找最佳解来优化控制器的性能。
通过自适应与优化算法的联合应用，可以实现对机械振动控制中控制器设计的自适应优化。
总之，机械振动控制的自适应与优化算法是一项重要的研究内容，能够有效地抑制机械振动，提高系统的性能。
机械结构的振动分析与控制
机械结构的振动分析与控制引言：机械工程是一门涉及设计、制造和运用机械的学科，它在现代工业中扮演着至关重要的角色。
机械结构的振动分析与控制是机械工程中的一个重要研究领域，它关注机械结构在运行过程中的振动特性，以及如何通过控制手段来减小和控制这些振动，提高机械系统的稳定性和可靠性。
本文将深入探讨机械结构的振动分析与控制的相关理论和方法。
1. 振动分析的基本原理机械结构的振动是指在机械系统运行过程中，由于外界激励或内部失稳等因素引起的结构的周期性运动。
振动分析的基本原理是通过建立机械系统的数学模型，利用振动力学理论和方法，计算和预测机械结构的振动特性，包括振动频率、振动模态和振动幅值等。
常用的振动分析方法包括模态分析、频谱分析和时域分析等。
2. 振动控制的方法振动控制是指通过采取措施减小和控制机械结构的振动，以提高机械系统的性能和可靠性。
常见的振动控制方法有被动控制和主动控制两种。
2.1 被动控制被动控制是指通过在机械结构中引入一些特定的材料、结构或装置，来改变机械结构的振动特性，从而减小和控制振动。
常见的被动控制手段包括质量阻尼器、弹簧减振器和隔振基础等。
这些措施可以通过改变机械结构的固有频率、增加结构的阻尼和减小振动能量传递等方式来实现振动的控制。
2.2 主动控制主动控制是指通过在机械结构中引入传感器、执行器和控制系统等设备，实时监测和控制机械结构的振动。
主动控制可以根据实时的振动信号和控制算法，通过调节控制系统中的激励力或阻尼器的特性，来实现对机械结构振动的主动控制。
主动控制具有实时性和高精度的优势，可以有效地减小和控制机械结构的振动。
3. 振动分析与控制的应用领域振动分析与控制在机械工程中有着广泛的应用。
在航空航天领域，振动分析与控制可以用于飞机和航天器的结构设计和优化，以提高其飞行性能和结构的可靠性。
在汽车工程领域，振动分析与控制可以用于汽车底盘和车身结构的设计和优化，以提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性。
机械设计中的振动分析与控制技术
机械设计中的振动分析与控制技术在现代机械工程领域，机械设计的质量和性能直接关系到设备的可靠性、安全性以及工作效率。
而振动问题作为机械系统中常见的现象之一，对机械的正常运行和使用寿命有着重要影响。
因此，深入研究机械设计中的振动分析与控制技术具有重要的现实意义。
振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
在机械系统中，振动的产生通常是由于旋转部件的不平衡、零部件之间的连接松动、外力的周期性作用等原因引起的。
振动不仅会产生噪声，影响工作环境和操作人员的身心健康，还可能导致机械零部件的疲劳损坏，降低设备的精度和可靠性，甚至引发严重的安全事故。
为了有效地解决机械设计中的振动问题，首先需要进行振动分析。
振动分析的目的是了解机械系统的振动特性，包括振动频率、振幅、相位等，从而找出振动的根源和传递路径。
目前，常用的振动分析方法主要有理论分析、实验测试和数值模拟三种。
理论分析是通过建立机械系统的数学模型，运用力学原理和数学方法求解系统的振动方程，从而得到振动特性的解析解。
这种方法具有较高的精度，但对于复杂的机械系统，建立精确的数学模型往往比较困难。
实验测试则是通过在实际机械系统上安装传感器，测量振动信号，然后对测量数据进行处理和分析，得到振动特性。
实验测试能够直接反映机械系统的真实振动情况，但需要投入一定的设备和人力成本，而且测试结果可能受到环境因素的干扰。
数值模拟是利用计算机软件建立机械系统的虚拟模型，通过数值计算求解振动方程，得到振动特性的近似解。
数值模拟具有成本低、效率高、能够模拟复杂工况等优点，在机械设计中的应用越来越广泛。
在完成振动分析之后，就需要采取相应的控制技术来抑制振动。
常见的振动控制技术主要包括被动控制、主动控制和半主动控制三种。
被动控制是通过在机械系统中添加阻尼器、弹簧等被动元件来消耗或转移振动能量，从而达到减振的目的。
这种方法简单可靠，成本较低，但控制效果有限，难以适应复杂的振动工况。
主动控制则是通过在机械系统中安装传感器和作动器，实时监测振动信号，并根据控制算法向作动器发送控制指令，产生反向作用力来抵消振动。
机械振动控制中的主动与半主动阻尼
机械振动控制中的主动与半主动阻尼振动控制在机械系统中具有重要的应用，可以提高系统的稳定性、减小振动幅值，同时延长系统的寿命。
在振动控制中，主动阻尼和半主动阻尼是两种常用的控制策略。
本文将分别介绍主动和半主动阻尼的原理和应用。
主动阻尼是通过主动干预机械系统，实时改变系统的动力参数来实现的。
其中最常见的一种方法是通过电机或电磁力来施加力矩或阻尼力。
主动阻尼可以根据振动输入和输出信号之间的关系，实现实时调节。
例如，在风力发电机组中，由于风速的变化，风力机组的振动会发生变化。
通过监测风速和振动信号，可以实时调整发电机组的转速，以减小振动幅值，提高系统的稳定性。
主动阻尼在许多领域都有着广泛的应用。
在汽车悬架系统中，可以通过主动控制阻尼器的刚度和阻尼特性，实现对车身的主动控制，进而提高驾驶的舒适性和安全性。
在建筑结构中，可以通过控制主动阻尼器的阻尼力，减小结构的振动幅值，增加结构的稳定性。
与主动阻尼不同，半主动阻尼是通过改变材料的力学性能来实现的。
这种方法通常利用液体或磁性材料的特性，通过调节控制器的参数，改变阻尼材料的阻尼特性。
半主动阻尼可以根据系统的振动状态实时调整阻尼参数，从而改变系统的振动响应。
半主动阻尼在工程实践中有着广泛的应用。
在桥梁和建筑结构中，可以使用液体阻尼器或磁流变阻尼器来减小结构的振动幅值。
液体阻尼器通过调整液体的流动参数来实现阻尼效果，而磁流变阻尼器则通过改变磁场对磁流变材料的作用力来实现阻尼控制。
这些半主动阻尼器可以根据结构的振动情况实时调整其阻尼特性，从而减小结构的振动幅值。
在机械振动控制中，主动和半主动阻尼的选择取决于实际的应用需求和成本考虑。
主动阻尼通常需要较为复杂的控制系统和高成本的实施，但可以实现更为精准和实时的振动控制。
而半主动阻尼则相对简单和经济，但在某些情况下无法达到与主动阻尼相同的控制效果。
总之，机械振动控制中的主动和半主动阻尼是两种常用的控制策略。
主动阻尼通过实时调节系统的动力参数来减小振动幅值，提高系统的稳定性。
机械振动特性及控制方法
机械振动特性及控制方法机械振动是指机械系统受到外力或内部结构变化作用而发生的周期性或非周期性的运动。
在机械系统中，振动常常导致机械零件的损耗和破坏，造成安全事故，甚至影响机械系统性能。
因此，机械振动特性和控制方法成为机械工程和控制工程中的重要研究领域。
一、机械振动特性机械振动特性是描述机械系统振动运动的基本特性。
机械振动特性涵盖的内容包括机械振动的类型（自由振动和强迫振动）、振动频率、振动幅值、振动速度、振动加速度、振动相位等。
通过对机械系统振动特性的分析，可以深入了解机械系统的工作状态和性能。
二、机械振动的控制方法机械振动的控制方法是指通过对机械系统的结构、材料、传动等方面进行调整，或者通过对机械系统进行振动控制，来减少或消除机械振动的影响，保证机械系统的正常运转。
机械振动的控制方法主要包括结构控制、材料控制、传动控制、主动振动控制等。
1.结构控制结构控制是指对机械系统的结构进行改变，以消除或减小机械振动的影响。
结构控制的方法包括：增加机械系统的刚度、减少质量、调整机械系统的自然频率和阻尼比等。
这些措施能够消除或降低机械系统的振动响应，提高机械系统的工作效率和可靠性。
2.材料控制材料控制是指对机械系统使用的材料进行选择和改变，以减小或消除机械振动的影响。
材料控制的方法包括：选择高强度、高刚度、低密度、高阻尼材料等。
这些材料能够降低机械系统的振动响应和振动能量，提高机械系统的可靠性和寿命。
3.传动控制传动控制是指改变机械系统的传动方式和结构，以减小或消除机械振动的影响。
传动控制的方法包括：改变齿轮传动的齿数、改变机械系统的调整方式、引入弹性元件等。
这些方法能够有效地降低机械系统的振动响应和振动能量，提高机械系统的稳定性和可靠性。
4.主动振动控制主动振动控制是指通过对机械系统进行控制，使机械系统受到的振动力得到控制，并应用反馈控制来调整机械系统的振动状态。
主动振动控制的方法包括：使用机械动态控制器、使用电磁控制器、使用液压控制器等。
机械振动控制的工作原理
机械振动控制的工作原理机械振动控制是指通过各种控制手段和技术手段，减少或控制机械系统中的振动幅值，从而提高机械系统的运行效率、安全性和可靠性。
在日常生活和工业生产中，机械系统的振动现象普遍存在，并且会给人们带来不便和经济损失，因此，研究和应用机械振动控制技术具有重要意义。
一、机械振动的基本原理机械振动是指在机械系统中由于各种力的作用使得系统中某些部分产生周期性的振动。
机械振动的基本原理可以归结为以下几个方面：1. 弹簧质量系统的振动原理: 弹簧质量系统是机械振动研究中最基本的系统之一。
它由质量、弹簧和阻尼器组成，当质量受到外力作用时，会引起弹簧变形和阻尼器的耗散，从而产生振动。
2. 振动的能量转换原理: 机械振动是通过能量的转换来实现的。
在振动过程中，机械系统中的能量由一种形式转换为另一种形式，如机械能、势能、动能等。
通过合理地控制能量的转换，可以实现对振动的控制。
3. 系统固有频率的原理: 一个机械系统具有固有频率，即自由振动频率。
当外力频率与系统的固有频率相同时，系统会出现共振现象，振幅会大幅度增加。
因此，控制机械振动需要合理选择激励频率。
二、机械振动控制的方法机械振动控制的方法主要包括两类：被动控制和主动控制。
1. 被动控制：被动控制是指通过改变结构或添加控制器来控制振动。
常见的被动控制方法有减振器的使用、质量的改变、刚度的调节等。
通过设计合理的减振器或调节结构参数，可以降低系统的振动响应。
2. 主动控制：主动控制是指通过传感器和控制系统主动地对振动进行控制。
主动控制方法可以根据振动水平的监测结果，实时调整振动控制器的参数，实现对机械振动的控制。
常见的主动控制方法有电动机控制、液压控制和电磁控制等。
三、机械振动控制的关键技术机械振动控制的过程中需要借助一些关键技术来实现，以下是几个关键技术的介绍：1. 传感器技术: 传感器是实现振动控制的基础。
通过传感器来实时采集和监测振动信号，对系统的振动情况进行评估和分析，从而为控制措施的实施提供依据。
机械振动控制方法及其实验研究
机械振动控制方法及其实验研究机械振动是指机械装置在运行时所产生的不稳定运动，这种不稳定运动可能会导致机械失去平衡，进而损坏。
因此，振动控制是机械设计和运行中的重要问题之一。
振动控制方法通常包括两种基本策略：被动控制和主动控制。
被动控制主要是通过增加阻尼和增加结构刚度来抑制振动。
例如，设计一个弹簧降震器或加装减振器等。
这种方法相对来说简单易行，但是它需要对结构进行改进，增加了设计和实现难度。
主动控制是指在结构上加入一些控制力来抑制振动，让机械能够在稳定的状态下运行。
主动控制又可以分为开环控制和闭环控制两类。
开环控制就是以振动控制为目的主动施加控制力，而不需要通过传感器反馈。
闭环控制则需要在机械系统中加入各种传感器，并设计一个反馈控制系统来实现振动控制。
目前主动控制在机械振动控制中应用最为广泛，因为它不需要改变结构，只需要在原有机械的基础上增加一些控制器和传感器就可以了。
这种方法的主要优点是：可以通过控制器动态地调节控制力，因此具有更好的抑制振动的效果。
实验研究也证明了主动振动控制的有效性。
在一些实验中，已经成功地实现了通过控制器来抑制机械振动的目标。
例如，一些实验研究中，科学家制作了一个模型，通过在模型上设置传感器和控制器，实现了对模型的振动控制，结果表明，通过控制器控制的主动振动控制方法实现了较好的效果。
同时，在航空航天、机械制造等领域，科学家也广泛地利用主动振动控制方法来抑制机械振动。
总之，机械振动控制方法及其实验研究是一个重要的课题。
尽管被动控制在一些特殊情况下可以使用，但是主动振动控制方法更加灵活、有效。
随着科学技术的发展，这种方法会变得越来越普遍，同时也会提高机械设计的水平和机械运行的稳定性。
应用题技巧如何计算机械振动的周期与频率
应用题技巧如何计算机械振动的周期与频率计算机械振动的周期与频率是应用题中常见的问题之一。
通过正确的技巧和计算方法，我们可以准确地求解振动周期与频率的值。
为了计算机械振动的周期与频率，我们需要了解一些基本概念和公式。
首先，我们来介绍周期和频率的定义。
周期指的是振动一次所经过的时间，通常用字母T表示。
频率指的是单位时间内振动的次数，通常用字母f表示。
周期与频率有以下关系：频率 = 1 / 周期周期 = 1 / 频率下面，我们来介绍一些计算机械振动周期与频率的常见技巧。
1. 已知角速度ω的情况下，计算周期与频率：当已知角速度ω时，计算周期T和频率f的公式如下：T = 2π / ωf = ω / (2π)其中，π是一个常数，约等于3.14159。
2. 已知弹性势能常数k和质量m的情况下，计算周期与频率：当已知弹性势能常数k和质量m时，计算周期T和频率f的公式如下：T = 2π√(m / k)f = 1 / (2π)√(k / m)其中，√表示平方根运算。
3. 多个弹簧和质点的情况下，计算周期与频率：当系统中存在多个弹簧和质点时，可以使用以下公式计算振动的周期与频率：T = 2π√(m / k)f = 1 / (2π)√(k / m)其中，m表示系统的总质量，k表示系统的总弹性势能常数。
4. 摆锤的情况下，计算周期与频率：当存在摆锤时，计算周期T和频率f的公式如下：T = 2π√(L / g)f = 1 / (2π)√(g / L)其中，L表示摆锤的长度，g表示重力加速度。
通过以上的计算公式和技巧，我们可以根据具体的题目要求来选择合适的计算方法，准确地求解机械振动的周期和频率。
总结起来，计算机械振动周期与频率的技巧包括已知角速度的情况下计算、已知弹性势能常数和质量的情况下计算、多个弹簧和质点的情况下计算，以及摆锤的情况下计算。
根据具体的题目要求选择合适的公式和计算方法，可以准确地求解振动的周期和频率。
以上是关于计算机械振动周期与频率的应用题技巧的介绍和讨论。
机械系统的模态分析与振动控制
机械系统的模态分析与振动控制引言：机械系统的振动是指系统固有结构或外部激励下的周期性运动。
振动控制是研究如何减小或消除机械系统振动的一门学科。
而模态分析作为振动控制中的重要手段，可以帮助工程师了解机械系统的振动模态，从而制定相应的控制策略。
本文将介绍机械系统的模态分析和振动控制的基本概念和方法。
第一部分：机械系统的振动模态1.1 自由振动与强迫振动机械系统的振动可以分为自由振动和强迫振动两种情况。
自由振动是指系统在没有外力作用下，由初始位移或初始速度引起的振动。
强迫振动则是指系统受到外力激励而发生的振动。
1.2 模态与固有频率机械系统的模态是指系统在不同振动状态下的振型和固有频率。
振型是指系统在某个频率下的振动形式，而固有频率则是系统在该振型下的特征频率。
1.3 模态分析方法模态分析是研究机械系统振动模态的重要手段。
常用的模态分析方法包括频率域分析和时域分析。
频率域分析通过对信号进行傅里叶变换，可以得到系统的频域特性。
时域分析则是通过观察系统的振动信号，来确定系统在不同振动状态下的振型和固有频率。
第二部分：机械系统的振动控制2.1 振动控制策略机械系统的振动控制策略一般可以分为被动控制和主动控制两种。
被动控制是指通过改变系统结构或材料的刚度、减振装置等 passively 来减小振动。
主动控制则是通过采用力学、电子或机电一体化的方法 actively 来实现振动控制。
2.2 控制器设计与实施振动控制的关键在于控制器的设计和实施。
控制器设计需要考虑系统的模态特性、控制目标以及输入和输出的信息，常见的控制方法有PID控制和自适应控制等。
控制器实施则是将设计好的控制算法应用于实际系统中，并根据实际反馈进行调整和优化。
2.3 振动控制的应用振动控制在机械系统中有着广泛的应用。
例如，在汽车工业中，振动控制可以减少车辆的振动和噪音，提高车辆的乘坐舒适性；在航空航天领域中，振动控制可以提高飞机的飞行性能和结构的安全性。
机械振动响应的模态分析与控制
机械振动响应的模态分析与控制机械振动是一种普遍存在于工程领域的现象，它既可以对系统产生损坏，也可以为系统的性能提供改进和优化的机会。
因此，对机械振动响应的模态分析与控制成为了一个重要的研究领域。
本文将探讨机械振动的模态分析与控制的基本原理和方法，并且介绍一些常用的实践技术。
首先，我们来了解一下机械振动的基本概念。
机械振动是指物体在外力作用下产生的周期性运动。
它可以分为自由振动和迫振动两种类型。
自由振动是指系统在无外力作用下的振动，而迫振动是指系统在外力作用下的振动。
机械振动的特点是存在频率和振幅两个重要参数，而振幅又可以进一步分解为多个模态。
了解这些基本概念对于进行振动的模态分析和控制至关重要。
那么，什么是模态分析呢？简单来说，模态分析是指将一个复杂振动系统分解为若干简单振动方式的过程。
每一种简单振动方式称为一个模态，而模态分析的目的就是找出系统的这些模态及其特性。
通过模态分析，我们可以了解振动系统在不同模态下的振动频率、振幅和节点位置等信息，为进一步控制振动提供了重要的依据。
那么，如何进行模态分析呢？目前，常用的模态分析方法主要包括频域方法和时域方法。
频域方法以傅里叶变换为基础，将时域信号转化为频域信号，通过分析频谱信息来获得振动系统的模态。
常见的频域方法包括傅里叶变换、功率谱分析和阶次分析等。
时域方法则直接在时域内对振动信号进行分析，通过观察信号的波形、峰值和峰谷之间的关系等来获得振动系统的模态。
常见的时域方法包括响应谱分析、奇异值分解和小波分析等。
模态分析的结果可以为我们设计合适的控制策略提供重要的依据。
控制振动的目标可以分为减振和抑振两种。
减振是指通过控制手段减小振动系统的振幅，从而减少振动带来的损害和不稳定性。
常见的减振方法包括质量法、刚度法和阻尼法等。
抑振则是指通过引入某种干扰力或反馈控制来抵消原有振动的效果。
常见的抑振方法包括模态控制、主动控制和半主动控制等。
模态控制是一种基于模态分析结果的振动控制方法。
运动控制系统中主动振动抑制算法管理
运动控制系统中主动振动抑制算法管理运动控制系统在工业自动化、机器人、航空航天等领域中扮演着重要角色。
然而，运动控制系统在运动过程中常常会出现振动现象，这对系统的精度、稳定性和寿命带来了不利影响。
为了解决这个问题，主动振动抑制算法的管理成为了一个关键的任务。
一、主动振动抑制算法的定义和原理主动振动抑制算法是指通过对系统进行实时监测、分析和处理，利用控制系统中的传感器和执行器，采取控制策略以减小或消除振动的算法。
其基本原理是通过测量与分析，快速生成相应反馈控制信号，通过主动控制手段实现对振动的抑制。
二、主动振动抑制算法管理的挑战在运动控制系统中，主动振动抑制算法管理面临着一些挑战。
首先是系统的实时性要求。
运动控制系统的振动通常是以高频率进行的，因此要求主动振动抑制算法能够在短时间内生成有效的控制信号。
此外，算法的鲁棒性和稳定性也是一个挑战。
运动控制系统中存在着各种干扰和噪声，这对算法的鲁棒性和稳定性提出了更高的要求。
另外，算法的复杂性也是一个需要考虑的因素。
算法需要能够应对不同类型和不同频率的振动信号，并基于实时测量数据进行精准的振动抑制。
这对算法的设计和实现提出了更高的要求。
三、主动振动抑制算法管理的方法和技术针对上述挑战，研究者们提出了一系列方法和技术，来提高主动振动抑制算法的管理能力。
其中，一种常见的方法是基于模型的控制算法。
该方法利用物理模型对系统进行建模，然后设计相应的控制策略来减小或抑制振动。
通过对模型参数进行在线辨识和调整，可以使算法适应不同的工况和振动频率。
另一种方法是基于自适应控制算法。
该方法通过分析实时测量数据，根据系统的动态特性自适应地调整控制策略，以实现对振动的有效抑制。
此外，还有基于预测控制、模糊控制和神经网络控制等方法，这些方法在特定的应用场景下表现出一定的优势。
四、主动振动抑制算法管理的应用主动振动抑制算法管理已经被广泛应用于许多领域。
在机器人领域，主动振动抑制算法可以提高机器人的定位精度和运动平稳性，增强机器人的操作能力。
振动控制 主动控制算法简介
一、主动控制简介1．概念：结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力，最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。
2．特点：主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，是一种需要额外能量的控制技术，它与被动控制的根本区别是有无额外能量的消耗。
3．优缺点：主动控制具有提高建筑物的抵抗不确定性地面运动，减少输入的干扰力，以及在地震时候自动地调整结构动力特征等能力，特别是在处理结构的风振反应具有良好的控制效果，与被动控制相比，主动控制具有更好的控制效果。
但是，主动控制实际应用价格昂贵，在实际应用过程中也会存与其它控制理论相同的问题，控制技术复杂、造价昂贵、维护要求高。
4．组成：传感器、控制器、作动器5．工作方式：开环、闭环、开闭环。
二、简单回顾主动控制的应用与MATLAB应用1.主动变刚度ＡＶＳ控制装置工作原理：首先将结构的反应反馈至控制器，控制器按照事先设定好的控制算法并结合结构的响应，判断装置的刚度状态，然后将控制信号发送至电液伺服阀以操纵其开关状态，实现不同的变刚度状态。
锁定状态（ON）：电液伺服阀阀门关闭，双出杆活塞与液压缸之间没有相对位移，斜撑的相对变形与结构层变形相同，此时结构附加一个刚度；打开状态（ＯＦＦ）：电液伺服阀阀门打开，双出杆活塞与液压缸之间有相对位移，液压缸的压力差使得液体发生流动，此过程中产生粘滞阻尼，此时结构附加一个阻尼。
示意图如下：2. 主动变阻尼ＡＶＤ控制装置工作原理：变孔径阻尼器以传统的液压流体阻尼器为基础，利用控制阀的开孔率调整粘性油对活塞的运动阻力，并将这种阻力通过活塞传递给结构，从而实现为结构提供阻尼的目的。
关闭状态（ＯＮ）：开孔率一定，液体的流动速度受限，流动速度越小，产生的粘滞阻尼力越大，开孔率最小时，提供最大阻尼力，此时成为ＯＮ状态；打开状态（ＯＦＦ）：控制阀完全打开，由于液体的粘滞性可提供最小阻尼力。
机械振动控制方法及应用
机械振动控制方法及应用引言机械振动是在机械系统中不可避免的现象，引起了很多负面效应，如噪音、磨损和寿命缩短等。
为了解决这些问题，机械振动控制方法被广泛研究和应用。
本文将探讨机械振动控制的方法和其应用。
一、主动振动控制方法主动振动控制方法是通过主动干预系统的反馈或前馈信号来减小或消除机械振动。
其中一个常用的方法是反馈控制，通过测量系统的振动信号，并根据测量结果调整系统参数或施加控制力来抑制振动。
另一个常用的方法是前馈控制，预测系统的振动，并提前施加控制力来抑制振动。
二、被动振动控制方法被动振动控制方法是通过在机械系统中引入一些特定的机械元件或材料来吸收或分散振动能量。
其中一个常用的方法是使用振动吸收器，通过选择合适的质量、刚度和阻尼参数，将机械系统的振动能量吸收或分散。
另一个常用的方法是使用振动隔离器，通过在机械系统中引入隔离层来将振动能量传递到隔离层外部，从而降低系统的振动。
三、半主动振动控制方法半主动振动控制方法是将主动和被动振动控制方法的优点结合起来。
一个常用的方法是使用半主动振动隔振器，它通过控制隔振层的刚度和阻尼参数来调节系统的振动传递。
另一个常用的方法是使用半主动振动吸收器，它通过控制振动吸收器的质量、刚度和阻尼参数来调节振动吸收效果。
四、机械振动控制的应用机械振动控制方法广泛应用于各个领域，例如航空航天、汽车工程、建筑工程和电子设备等。
在航空航天领域，振动控制是提高飞行器性能和安全性的关键技术，可以减小飞机和发动机的振动，提高飞行稳定性和乘坐舒适度。
在汽车工程领域，振动控制可以减小车辆的噪音和震动，提高乘坐舒适度和操控性能。
在建筑工程领域，振动控制可以减小地震、风荷载等外部振动对建筑物的影响，提高结构的安全性和稳定性。
在电子设备领域，振动控制可以减小机械硬盘、风扇等设备的振动，提高设备的性能和寿命。
结论机械振动控制是一个重要的研究领域，有各种方法可以用来抑制机械系统的振动。
主动、被动和半主动振动控制方法在不同的应用场景下具有不同的优点和适用性。
机械振动控制中的主动与半主动技术
机械振动控制中的主动与半主动技术机械振动是指机械系统在运行过程中产生的由于不平衡、不对中、不刚性等因素引起的物体振动。
这种振动不仅会影响机器设备的正常运行，还可能导致松动、磨损、疲劳等故障，降低设备的寿命。
因此，研究和应用有效的振动控制技术对于提高机械系统性能和可靠性至关重要。
在机械振动控制中，主动与半主动技术是常见且有效的控制手段，它们通过对机械系统施加实时的力或力矩，来抑制或减小机械振动。
主动振动控制是指通过外部激励系统主动地对振动系统施加控制力或控制力矩，以实现振动控制的技术手段。
而半主动振动控制是指通过控制隔离系统中的刚度、阻尼等参数，来实现对乘客或设备的振动控制。
主动振动控制技术利用先进的控制算法和电磁力执行器，主动地对机械振动系统进行控制。
其基本原理是通过传感器对机械系统的振动进行实时检测，然后根据检测结果计算出相应的控制力或力矩，再通过执行器施加在机械系统上。
这种技术可以根据实时振动状况进行自适应调节，能够有效地减小机械系统的振动幅值，并改善系统的稳定性和可靠性。
然而，主动振动控制技术也存在一些局限性。
首先，其系统复杂度较高，需要大量的传感器和执行器，并且需要专门的控制算法。
这增加了系统的成本和维护难度。
其次，由于控制力的主动施加，会产生额外的能量消耗，影响系统的能效。
此外，主动振动控制技术对于控制力的大小和方向要求较高，如果控制力不准确，可能会引起系统的共振或过补偿，导致控制效果不佳。
相比之下，半主动振动控制技术克服了主动振动控制技术的一些缺点，更加灵活且具有较高的效果。
半主动振动控制技术利用液压或电磁等基础装置对系统的刚度、阻尼等参数进行实时调节，从而实现对振动的控制。
与主动振动控制技术相比，半主动振动控制技术无需大量的传感器和执行器，系统复杂度低，成本和能耗也较低。
同时，半主动控制技术能够根据实时振动状况自适应调节参数，更加适应不同振动频率和幅值，控制效果相对较好。
半主动振动控制技术在实际应用中有着广泛的应用前景。
机械设计基础振动与噪声控制
机械设计基础振动与噪声控制振动和噪声是机械系统中常见的问题，对机械设备的正常运行和使用者的舒适性产生重要影响。
因此，在机械设计中，合理地进行振动与噪声控制是至关重要的。
本文将介绍机械设计中振动与噪声控制的基本原理，以及一些常用的控制方法。
一、振动与噪声控制的基本原理振动与噪声的产生是由于机械系统在运行过程中产生周期性的力或扭矩，并通过结构传递到机械设备的各个部件上。
这些周期性的力或扭矩会引起系统的振动，从而产生噪声。
因此，要控制振动与噪声，需要从以下两个方面入手：1.结构优化：通过改善机械设备的结构设计，减少系统的共振频率，扩宽共振频带，降低共振幅值，从而减小振动与噪声的产生。
在结构设计中，可以采用优化材料、合理布局、增加刚度等方法来实现结构的优化，从而达到振动与噪声控制的效果。
2.降噪处理：对于已经产生的振动与噪声，可以通过降噪处理的方式来进行控制。
常用的降噪处理方法包括：隔离措施、吸声材料的应用、噪声源的隔音等。
通过这些方法，可以有效地减小噪声的传递和辐射，从而实现振动与噪声的控制。
二、常用的振动与噪声控制方法在机械设计中，常用的振动与噪声控制方法包括主动控制、被动控制和半主动控制三种。
1.主动控制：主动控制是指通过外部能量源对振动与噪声进行控制。
常见的主动控制方法包括振动源的消除、控制力的反向激励等。
主动控制能够有效地降低振动与噪声，但其设计和实施的难度较大，成本较高。
2.被动控制：被动控制是指通过结构的刚度、阻尼等特性来降低振动与噪声。
常见的被动控制方法包括添加阻尼材料、改变结构刚度等。
被动控制方法相对简单且成本较低，但对于一些高频振动与噪声的控制效果较差。
3.半主动控制：半主动控制是指通过在结构中引入可调节的元件，根据系统的振动情况动态调整控制参数，从而实现振动与噪声的控制。
半主动控制方法综合了主动控制和被动控制的优点，能够在一定程度上提高系统的控制效果。
三、案例分析：振动与噪声控制在机械设计中的应用以某机械设备为例，该设备在运行时产生较大的振动与噪声，影响了设备的使用效果和使用者的舒适度。
机械振动的周期与频率计算方法
机械振动的周期与频率计算方法机械振动是指物体围绕平衡位置做往复运动的现象。
在我们日常生活和工程实践中，机械振动无处不在，比如车辆的行驶、机械设备的运转、楼房的抖动等等。
为了研究和控制机械振动，我们需要了解周期和频率的计算方法。
首先，我们来介绍一下机械振动的周期。
周期是指振动一次所经历的时间，通常用字母T表示。
周期的计算方法与振动的性质密切相关。
对于简谐振动而言，振动物体的运动是以正弦或余弦函数形式进行的，其周期与振动系统的物理特性有关。
以弹簧振子为例，当弹簧长度为零时，振子处于平衡位置。
当外力作用于振子时，振子受到弹簧的弹性作用力，向平衡位置偏离并开始振动。
振动过程中，振子围绕平衡位置做往复运动，经过一段时间后回到起始位置。
这个时间段就是振子的周期。
对于弹簧振子，周期的计算方法可以通过振动系统的物理参数来求得。
首先是弹簧的劲度系数k，它是衡量弹簧的刚度的因素。
其次是振子的质量m，质量越大，振动周期越长。
最后是振动的振幅A，它是振动的最大偏离程度。
周期的计算公式可以表示为T=2π√(m/k)。
接下来，我们来讨论机械振动的频率计算方法。
频率是指单位时间内振动的次数，通常用字母f表示。
频率的计算方法与周期存在一定的关系。
频率可以通过周期的倒数来计算，即f=1/T。
对于弹簧振子而言，频率也可以表示为f=√(k/m)/(2π)。
例如，当周期为1秒时，频率就是1Hz。
频率的单位通常为赫兹，表示每秒振动的次数。
在实际应用中，我们还经常用到角频率来表示机械振动的频率。
角频率是频率的一种衍生概念，用希腊字母ω表示。
角频率的计算方法是角频率=2π×频率。
了解周期和频率的计算方法对于研究和实际应用机械振动非常重要。
通过计算周期和频率，我们可以对振动系统的特性进行定量描述，并且在控制机械振动时，可以根据需要调整振动的周期和频率，从而达到我们所期望的效果。
总之，机械振动的周期和频率是描述振动现象的重要参数。
对于简谐振动而言，周期的计算方法与振动系统的物理特性密切相关，而频率则是周期的倒数。
机械振动控制算法与策略研究
机械振动控制算法与策略研究机械振动作为一种广泛存在于工程领域中的问题，研究旨在找到一种有效的控制算法和策略来减小振动对机械设备性能和可靠性的影响。
本文将从算法和策略两个方面，探讨机械振动控制的相关研究。
1. 算法研究机械振动控制算法的研究是机械振动控制的核心。
目前常见的算法包括主动控制算法、自适应控制算法和模糊控制算法等。
主动控制算法通过将传感器的测量结果反馈到执行器上，调整系统的输入信号，实现减小振动的目的。
自适应控制算法则是基于系统的动态特性和振动特征，通过不断调整控制参数来实现对振动的控制。
模糊控制算法则是基于模糊逻辑推理的方法，通过建立模糊规则库来实现对振动的控制。
2. 策略研究机械振动控制策略的研究是为了探索一种系统性的方法来解决振动控制问题。
常见的策略包括被动策略、半主动策略和主动策略。
被动策略是指通过改变系统的结构或材料，减小振动的影响。
半主动策略则是通过在系统中引入可调节元件，根据系统的振动状况，调整元件的参数来实现对振动的控制。
主动策略则是通过在系统中引入执行器和传感器，根据系统的振动状况，实时调整控制信号，实现对振动的精确控制。
3. 研究现状目前，机械振动控制的研究已经取得了一定的进展。
在算法研究方面，很多传统的控制算法已经被广泛应用于机械振动控制中，例如PID控制算法、模糊PID控制算法等。
同时，一些新的算法也被提出，如基于神经网络的控制算法、基于模型预测控制的算法等，这些算法在提高振动控制效果和系统鲁棒性方面具有一定的优势。
在策略研究方面，研究者们通过开发新的材料和结构设计，成功地降低了机械设备的振动水平，提高了系统的可靠性和性能。
4. 研究挑战尽管机械振动控制的研究已经取得了一定的成果，但仍然面临一些挑战。
首先，机械振动控制涉及到多个学科的知识，需要综合运用力学、控制等学科的理论和方法。
其次，振动控制过程中存在不确定性和非线性，增加了振动控制的难度。
此外，实际工程中的振动控制问题往往是复杂的多变量问题，需要开发出适应不同振动工况下的控制算法和策略。
机械振动学的振动控制技术
机械振动学的振动控制技术机械振动学是研究机械系统中振动的科学，振动控制技术则是在机械系统中应用一系列方法和措施来减小或消除振动对系统的不利影响以保证系统的正常运行。
振动控制技术在工程实践中具有重要的意义，可以提高机械系统的稳定性、减少机械损伤和噪音、延长机械设备的使用寿命等。
本文将从传统的主动振动控制技术、半主动振动控制技术以及智能振动控制技术等方面对机械振动学的振动控制技术进行探讨。
1. 传统的主动振动控制技术主动振动控制技术是指通过主动干预系统的控制力来抑制系统的振动。
常见的主动振动控制技术包括加振、主动控制、主动振动补偿和主动吸振等方法。
加振是通过向系统施加相反方向的振动力来减小系统振动，主动控制则是根据系统振动信号通过控制算法实时计算出控制力来对系统进行控制，主动振动补偿是通过补足系统自身振动能量来减小系统振动，主动吸振则是通过阻尼器等装置来吸收系统振动能量。
这些方法在工程实践中得到了广泛的应用，提高了系统的性能和稳定性。
2. 半主动振动控制技术半主动振动控制技术是在系统受到外界激励时通过调节系统参数或控制器来实现振动的控制。
常见的半主动振动控制技术包括半主动控制、半主动振动补偿和半主动吸振等方法。
半主动控制是通过调节系统参数来改变系统的动力学特性，半主动振动补偿是通过在系统中设置能量调节器来改变系统的振动能量，半主动吸振则是通过调节阻尼器的阻尼系数来控制系统振动。
这些方法相比于主动振动控制技术更加灵活和有效，适用于复杂的机械系统。
3. 智能振动控制技术智能振动控制技术是指利用智能控制算法和智能材料等高新技术来实现对系统振动的控制。
常见的智能振动控制技术包括神经网络控制、模糊控制、遗传算法等方法。
神经网络控制是通过模拟人脑神经系统来实现振动的控制，模糊控制则是基于人类模糊推理的方法来对系统进行控制，遗传算法则是通过模拟生物进化的方法来对系统进行优化和控制。
这些技术具有高效、智能的特点，能够适应各种复杂振动系统的控制需求。
振动控制算法在机械系统中的应用
振动控制算法在机械系统中的应用近年来，振动控制技术在机械系统中得到了广泛的应用。
随着工业技术的进步和人们对机械设备性能要求的提高，振动控制成为了优化机械系统性能的重要手段。
振动不仅会对机械系统的工作稳定性和寿命产生负面影响，而且还会对人员的工作环境和健康造成危害。
因此，研究和应用振动控制算法具有重要的理论意义和实际价值。
一、振动控制算法简介振动控制算法是指通过对机械系统进行信号处理和控制，降低或消除机械系统中的振动幅度的技术手段。
常见的振动控制算法包括模态分析法、自适应控制法、PID控制法等。
这些算法在实际应用中可以通过传感器对振动信号进行实时采集，然后经过算法处理得到控制信号，通过执行机构对机械系统进行调节，从而实现振动的控制和抑制。
二、振动控制算法在工业机械中的应用振动控制算法在工业机械中有着广泛的应用。
以重型机床为例，振动不仅会降低其加工精度，还会导致零件磨损和设备寿命缩短。
为了提高工件加工质量和机床稳定性，可以采用振动控制算法对机床进行控制。
通过对机床结构建模和振动信号进行分析，可以采用模态分析法提取出关键振动模态信息，然后通过自适应控制和PID控制等算法对机床进行调节，实现振动控制。
除了工业机床，振动控制算法还广泛应用于汽车和飞机等交通工具的振动控制中。
车辆和飞机在运行过程中会产生很大的振动，不仅会对驾驶员和乘客的安全和舒适性造成影响，还会对车载设备和飞机结构造成损坏。
因此，在设计和制造交通工具时，需要考虑振动控制算法的应用。
通过对交通工具结构进行优化设计和控制系统的智能化，可以减小振动幅度，提高乘坐舒适度和安全性。
三、振动控制算法在医疗设备中的应用振动控制算法在医疗设备中也有重要的应用。
以手术机器人为例，手术过程中的微小振动可能对患者的生命产生重大影响。
为了保证手术的安全和精确性，需要对手术机器人进行振动控制。
通过对手术机器人的结构和振动信号进行建模和分析，可以采用自适应控制和模态分析法等振动控制算法，实时调节机器人的操作，降低振动对患者的影响。
周期性机械振动主动控制算法
一般大幅振动隔离的需要, 通过位移放大机构对作动 器位移输出进行放大 , 位移放大机构由不可压缩液体 和大、 小活塞组成, 压电作动器通过大活塞对液体施 压, 液体推动小活塞 , 与振动机械连接的小活塞的位移 按大小活塞 面积比例 增加。 这里大小 活塞面积 比是 7. 2 1, 因此小活塞最大输出位 移是 0. 216 mm 。 压电 作动器和位移放大机构由橡胶主簧支撑。
Fig. 1 The st ruct ure of multil ayer Fig. 2 piezo actuat or
3. Displacement wit h const ant load 不同负载下的电压与输出位移的关系曲线
在空载情况下 , 施以压电堆的电压与输出位移的 关系曲线如图 3 所示 , 迟滞现象给实际控制带来麻烦。 但因压电堆极间电荷与位移的关系曲线几乎不存在迟 滞环 , 因此可以采取电荷反馈控制方法来消除和补偿 [ 4] 迟滞环 。 压电堆在施以恒定负载时的输出特性曲线与空载 时几乎一样, 但负载力与位移成比例改变时, 特性曲线 [ 5] 有所改变 , 如图 4 所示。
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Tian YanTao
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He Liof Computer , A ir Force Aviation University , Changchun 130022, China ) ( 2. College of Communication Engineering , Jilin University , Changchun 130025, China ) ( 3. The Senior Technical School of Qinhuangdao City , Qinhuangdao 066000, China )
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主动悬置模型
主动悬置结构如图 5 所示 , 所采用的压电作动器 输出最大位移为 30 m 、 最大输出力为 11 kN, 为满足
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机
械
强
度
2007 年
[ ( 0. 14 m g + m e ) s + 0. 14c b s + 0. 14 k b ] [ m a s + ( c a + cb ) s + k a + k b ] + 0. 14( c b s + k b ) C(S) = FT( S ) = Fu ( S)
图3 空载时压电作动器电压与输出位移关系曲线 ( 虚线 ) 和 极间电荷与输出位移关系曲线 ( 实线 ) Fig. 3 The dashed l ine is displacement as a function of volt age and t he solid line is displacement as a funct ion of charge f or a f ree act uator
Journal of Mechanical Strength 研究简报
2007, 29( 3) : 496~ 500
周期性机械振动主动控制算法
ALGORITHM OF ACTIVE CONTROL FOR PERIODIC MECHANICAL VIBRATIONS
孙国春
1, 2
田彦涛
2
何丽蒙
3
( 1. 空军航空大学 计算机教研室 , 长春 130022) ( 2. 吉林大学 通信工程学院, 长春 130025) ( 3. 秦皇岛市高级技工学校, 秦皇岛 066000) SUN GuoChun
1
引言
有普遍意义。 目前 , 机械设备隔振的方法很多, 如采用双层隔振 的方法降低机械设备振动向基础或环境的传递 , 是 一种应用广泛且较实用的方法, 但这种方法对于低频 振动 , 特别是对双层隔振装置自身固有频率附近的振 动, 难以进行有效隔离。加装被动悬置是一种传统的 隔振方法 , 此方法由于悬置刚度和阻尼参数固定, 因此 仅对机械设备某一频率附近振动隔离效果较明显。
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主动悬置是在原被动悬置基础上加主动力装置, 设计者可根据预期目的 , 通过这个主动力装置和预定 的控制策略改变悬置特性 , 以获取较好的隔振效果。 K. Aoki 等 在液阻悬置上加装电磁作动器 , 设计 了针对柴油发动机隔振主动悬置, 采用自适应控制策 [ 3] 略, 明显改善了车箱内的轰鸣声。T akao Ushijima 等 采用压电作动器 , 利用位移放大机构, 针对怠速工况设 计的主动悬置, 对怠速工况下大幅振动的隔振取得明 显效果。 本文讨论在橡胶悬置基础上加装压电作动器, 利 用位移放大机构 , 使主动悬置满足对大幅振动的隔振 要求。文中采用同步滤波 X LMS( 最小均方算法, least mean square) 自适应控制方法对系统进行仿真试验。
[1]
近代机器结构正向大功率、 高速度和轻型化方向 发展 , 振动问题越来越突出。振动会引起噪声污染 , 影 响机器设备的功能, 降低机械加工的精度, 加剧构件的 疲劳和损坏, 缩短机器的使用寿命 , 机器振动还消耗能 量, 降低机器效率等。周期性机械振动是工程中较普 遍的振动现象, 研究此类振动特性与振动控制问题 , 具
1, 2
Tian YanTao
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He LiMeng
3
( 1. Department of Computer , A ir Force Aviation University , Changchun 130022, China ) ( 2. College of Communication Engineering , Jilin University , Changchun 130025, China ) ( 3. The Senior Technical School of Qinhuangdao City , Qinhuangdao 066000, China )
1. 空载 图1 厚型压电作动器结构 图2 压电堆简化力学模型 Simple mechani cal model of mult ilayer piezo actuator 图4 1. Free di splacement
2. 与位移成比例负载
3. 恒定负载
2. Displacement w it h proportional counter force
[ 2]
一般大幅振动隔离的需要, 通过位移放大机构对作动 器位移输出进行放大 , 位移放大机构由不可压缩液体 和大、 小活塞组成, 压电作动器通过大活塞对液体施 压, 液体推动小活塞 , 与振动机械连接的小活塞的位移 按大小活塞 面积比例 增加。 这里大小 活塞面积 比是 7. 2 1, 因此小活塞最大输出位 移是 0. 216 mm 。 压电 作动器和位移放大机构由橡胶主簧支撑。
2
压电作动器特性分析
压电作动器以其体积小、 应力大、 精度和分辨率高 以及频响快和容易控制等优点, 越来越多地被应用到 振动控制领域。本文采用的压电堆作动器是由堆叠在 一起的多片薄型压电陶瓷片基于力学上串联、 电学上 并联的形式而组成( 见图 1) 。压电堆作动器简化的力 学模型如图 2 所示。 其中 m eff 是压电堆等效质量, 大约 为压电堆实际质量的三分之一 , k b 和 c b 分别是压电堆 的等效刚度和阻尼系数, F u 是压电堆产生的内力。
பைடு நூலகம்
Fig. 4 The curves of displacement in two restraint cases and t he free case
主动悬置系统力学模型如图 6 所示 , 其中 m e 为机 器设备质量, m g 为大活塞及压电作动器等效质量 , m a 为橡胶主簧与压电堆作动器间中间质量 , a 为小活塞 面积 , b 为大活塞面积 , k a 为橡胶主簧刚度系数, c a 为 橡胶主簧阻尼系数, k b 为作动器等效刚度系数, c b 为 作动器等效阻尼系数 ; x e 、 x g、 x a 分别为各质量的位移。 在采取电荷反馈控制方法消除和补偿输出迟滞环后, 忽略其非线性特性, 输入电压和输出力之间可看成线 性关系, 列出系统运动方程 m e! x e = F - Fa
Fig. 1 The st ruct ure of multil ayer Fig. 2 piezo actuat or
3. Displacement wit h const ant load 不同负载下的电压与输出位移的关系曲线
在空载情况下 , 施以压电堆的电压与输出位移的 关系曲线如图 3 所示 , 迟滞现象给实际控制带来麻烦。 但因压电堆极间电荷与位移的关系曲线几乎不存在迟 滞环 , 因此可以采取电荷反馈控制方法来消除和补偿 [ 4] 迟滞环 。 压电堆在施以恒定负载时的输出特性曲线与空载 时几乎一样, 但负载力与位移成比例改变时, 特性曲线 [ 5] 有所改变 , 如图 4 所示。
20050528 收到初稿 , 20051020 收到修改稿。 孙国春 , 男, 1963 年 1 月生 , 河北省昌黎县人 , 汉族。空军航空大学飞行基础训练基地基础部计算机教研室教授 , 吉林大学在职博士研究生 , 主 要研究方向为振动主动控制。
第 29 卷第 3 期
孙国春等 : 周期性机械振动主动控制算法
摘要 为提高周期性机械装置的隔振性能 , 减少其对 底座( 或地面 ) 及周围环境的影响 , 采用由弹性橡 胶和压电堆 作
动器 组成的主动悬置 ( active control mount, ACM ) 。针对压电堆作动器输出位 移较小的 情况 , 设计液压位 移放大机构 。通 过对 压电作动器和橡胶主簧性能的分析 , 建立由主动悬置 构成的隔振系统的力学模型。周期性机械振动系统 , 其周期 振 动信号可用作控制同步信号 , 因此控制系统 采用基于同步滤波 X LMS( least mean square) 算法的自适应控制 策略 , 传 递到 机座 的残余力作为误差信号 , 实现对周期性机械振动系统 的主动控制。计算机仿真实验结果表明 , 采用这 种主动悬置 和 同步 滤波 X LMS 算法的主动控制系统 , 相对于采用普通橡胶悬置 的被动系统 , 明显减少 了对底座的 力传递 , 减振效果 明 显。 关键词 Abstract 压电堆作动器 隔振 主动悬置 同步滤波 X LMS( least mean square) 算法 中图分类号 TP273 In order to improve the property of periodic mechanical vibration isolation, reduce its influence to the fundament( floor) and environment from periodic mechanical vibrations, adopt an active control mount( ACM) which consists of elastic rubber and piezo electr ic stack actuator in the system. A hydraulic mechanism is used in the ACM to achieve higher displacements. Through the analysis of the property of the rubber and piezoelectric stack actuator, a mechanical model of the active vibration isolation system with the active mount is established. For a periodic mechanical vibration system, the vibration pulse of machinery can be availed to control synchroniza tion signal for active system, thus choose an adaptive control strategy based on the synchronized filtered X LMS ( least mean square) al gorithm to control the system. The residual force transmitted to the fundament through the mount detected as an error signal, then achie ved active control to periodic mechanical vibration system through the ACM . Simulation shows the active system has a better consequence in reducing the transmitted force significantly with respect to the ACM and the adaptive control than that in the passive system. Key words Piezoelectric stack actuator; Vibration isolation; Active control mount; Synchronized filter X LMS ( least mean square) algorithm Corresponding author : SU N GuoChun , E mail : smz @ public . cc . j l . cn , Tel : + 86 431 6956247, Fax : + 86 431 8921791 Manuscript received 20050528, in revised form 20051020.