主动隔振相关知识
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图1 气囊隔振系统示意图
气囊隔振器的刚度按照下式确定：
k
n(P
Pa )
S
2 e
V
dSe dx
式中： Pa 是气囊表压和大气压，V是气囊容积， Se 是气囊的有效面积，
n是气体变化过程的多变指数，x是气囊的垂向变形。
气囊隔振器的横向刚度通常由 试验数据的刚度，其大小与气囊 隔振器的结构形式有很大关系。
Thank you !
空气弹簧初始高度不 同，则空气弹簧的特性 曲线也发生改变。
当空气弹簧初始高度相同且无负载时，得到的理论刚度曲线和仿真刚度 曲线基本相同
由于初始高度不同，实际空气弹簧承载刚度值比理论工况下大，实际 刚度变化曲线并非等同于计算公式中依照形变量偏移后的初始刚度曲 线。
wenku.baidu.com
[4]空气弹簧参数对动力学性能的影响，西南交通大学
利用空气弹簧参数的计算方法，分析了连接管路直径、管长、气囊体积 、附加气室体积等设计参数对空气弹簧悬挂系统性能的影响。
管长对空气弹簧隔振因数的影响
气囊体积对空气弹簧减振因数的影响
附加气室对空气弹簧动力性能的影响
2 磁悬浮隔振
[3]磁悬浮隔振器动态电磁力实验与建模，中国科技大学
对原有模型进行了修正，给出了新的考虑频率因素的修正模型；并且设计 了基于MTS809的动态电磁力实验建模方案，直接根据电磁力实时测量数据辨 识得到动态电磁力修正模型，而不需要对磁路进行任何假设。
液压伺服机构研究了柴油发电机组的主动隔振技术。 • 美国开发的主动噪声和振动控制系统（ANVC）。 • 哈尔滨工程大学的舰船主机辅机的双层隔振系统主动隔振
研究。
2 空气弹簧隔振
• [1] 船舶主机气囊隔振系统动态特性分析，．海军工程大学振动与噪声研究 所 提出了将气囊隔振器应用于船舶主机隔振，介绍了该隔振装置的特性， 并进行了动力学分析。各气囊压力的分布而对主机输出端的位移有一定影响 ，通过优化设计使联轴节的振动最小。
对作动器的输出刚度放大，降低了系 统对反馈增益的要求，但以提高控制器的 相对精度和作动器行程为代价，但刚度放 大机构的有效输出行程与刚度放大倍数成反 比，对控制器的相对精度要求与刚度放大倍数成正比。
[5]基于磁悬浮隔振器的主动隔振控制实验研究，中国科学技术大学 提出的一种改进的归一化变步长的LMS算法，设计了自适应前馈主动 隔振控制律，并在实验平台上进行了实验，磁悬浮隔振器的基频主动 隔振效果显著
[2]空气弹簧隔振平台的振动传递率研究，机械设计与制造
计算了其结构参数固有频率为10.0rad/s 和阻尼比为0.0153，压电式 加速度传感器获取激励信号，经过频域积分，将信号转换为位移信号 ，利用单自由度振动系统模型求出了其振动传递率。
利用位移求得振动传递率 LTO 59.5dB ，利用激振频率求得 的振动传递率 LTO 57.1dB
主动隔振相关知识学习汇报
主要内容
国内外研究现状 空气弹簧隔振 磁悬浮隔振
学习总结
1 国内外研究现状
• 山东大学针对柴油机等船载动力机械的主动浮筏隔振系统 • 哈尔滨工程大学的舰船主机辅机的双层隔振系统主动隔振
研究。 • 日本Mitsuhashi等研究的船用柴油机双层隔振系统。 • 川崎重工的Sakamoto等[25]采用电磁式主动执行机构代替
研究了主动隔振系统中作动器的刚度放大与控制误差问题，分析了控 制器的输出误差均匀分布时主动隔振系统的隔振性能。
传递函数：
G(s)
ms
cs (k gd ) 2 cs （k gd）
利用作动器与小刚度弹簧串联获得大刚度的方法
作动器分别直接和间接驱动减振体的刚度变化曲线
由此图可以看到，如果在AVI系 统采用如图2所示的作动器刚度放大 机构，只有在大幅度提高控制器相 对精度的情况下才不致恶化主动隔 振系统的隔振性能
振频率为5 Hz时目标点的加速度响应
对目标点的振动具有良好的抑制作用
4 学习总结
• 通过阅读一些国内文献，我对主动隔振技术的国内外发展 现状有了一定了解，对空气弹簧，电磁作动器的工作原理 有了初步认识。
• 熟练地阅读外文文献，了解国外的发展状况是每个研究生 应必备的技能。今后我将加强这方面的能力，争取每周阅 读至少4篇外文文献，望老师和同学监督。
采用模型：
F
(g
i2 ）2
随频率增大，， 也随之增大
电磁力是不同的，在气隙较 小时，频率越低电磁力越大，但 随着气隙增大，这种趋势有所改 变。而且，动态电磁力曲线与静 态电磁力曲线有明显的不同，说 明了动态电磁力实验建模与用频 率修正模型的必要性。
[4]主动隔振作动器刚度放大与控制误差分析,中国科学院
该空气弹簧隔振平台对低频的隔振 效果不是理想，对高频的隔振效果 比较理想，但达到一定程度后，振 动传递率的变化就很缓慢了。
[3]汽车囊式空气弹簧变刚度特性拟合分析，西北工业大学
通过有限元仿真得到空气弹簧的动态特性曲线并进行弹簧刚度的多项 式拟合，研究了定压条件下，不同初始高度（初始负载）对空气弹簧 动态曲线的影响。
图2气囊隔振器与橡胶隔振器动态性能
表2 气囊隔振系统与橡胶隔振系统的位移响应
可见，气囊隔振系统的隔振性能远远优于橡胶隔振系统，在稳态激励下产的 位移也在可容许的范围内。
表3同气压分布情况主机输出端动态位移
由计算结果可知，气囊隔振系统的固有频率、力传 递等特性对气囊隔振器的气压分布不敏感。
图3不同压力分布的系统动态响应
气囊隔振器的刚度按照下式确定：
k
n(P
Pa )
S
2 e
V
dSe dx
式中： Pa 是气囊表压和大气压，V是气囊容积， Se 是气囊的有效面积，
n是气体变化过程的多变指数，x是气囊的垂向变形。
气囊隔振器的横向刚度通常由 试验数据的刚度，其大小与气囊 隔振器的结构形式有很大关系。
Thank you !
空气弹簧初始高度不 同，则空气弹簧的特性 曲线也发生改变。
当空气弹簧初始高度相同且无负载时，得到的理论刚度曲线和仿真刚度 曲线基本相同
由于初始高度不同，实际空气弹簧承载刚度值比理论工况下大，实际 刚度变化曲线并非等同于计算公式中依照形变量偏移后的初始刚度曲 线。
wenku.baidu.com
[4]空气弹簧参数对动力学性能的影响，西南交通大学
利用空气弹簧参数的计算方法，分析了连接管路直径、管长、气囊体积 、附加气室体积等设计参数对空气弹簧悬挂系统性能的影响。
管长对空气弹簧隔振因数的影响
气囊体积对空气弹簧减振因数的影响
附加气室对空气弹簧动力性能的影响
2 磁悬浮隔振
[3]磁悬浮隔振器动态电磁力实验与建模，中国科技大学
对原有模型进行了修正，给出了新的考虑频率因素的修正模型；并且设计 了基于MTS809的动态电磁力实验建模方案，直接根据电磁力实时测量数据辨 识得到动态电磁力修正模型，而不需要对磁路进行任何假设。
液压伺服机构研究了柴油发电机组的主动隔振技术。 • 美国开发的主动噪声和振动控制系统（ANVC）。 • 哈尔滨工程大学的舰船主机辅机的双层隔振系统主动隔振
研究。
2 空气弹簧隔振
• [1] 船舶主机气囊隔振系统动态特性分析，．海军工程大学振动与噪声研究 所 提出了将气囊隔振器应用于船舶主机隔振，介绍了该隔振装置的特性， 并进行了动力学分析。各气囊压力的分布而对主机输出端的位移有一定影响 ，通过优化设计使联轴节的振动最小。
对作动器的输出刚度放大，降低了系 统对反馈增益的要求，但以提高控制器的 相对精度和作动器行程为代价，但刚度放 大机构的有效输出行程与刚度放大倍数成反 比，对控制器的相对精度要求与刚度放大倍数成正比。
[5]基于磁悬浮隔振器的主动隔振控制实验研究，中国科学技术大学 提出的一种改进的归一化变步长的LMS算法，设计了自适应前馈主动 隔振控制律，并在实验平台上进行了实验，磁悬浮隔振器的基频主动 隔振效果显著
[2]空气弹簧隔振平台的振动传递率研究，机械设计与制造
计算了其结构参数固有频率为10.0rad/s 和阻尼比为0.0153，压电式 加速度传感器获取激励信号，经过频域积分，将信号转换为位移信号 ，利用单自由度振动系统模型求出了其振动传递率。
利用位移求得振动传递率 LTO 59.5dB ，利用激振频率求得 的振动传递率 LTO 57.1dB
主动隔振相关知识学习汇报
主要内容
国内外研究现状 空气弹簧隔振 磁悬浮隔振
学习总结
1 国内外研究现状
• 山东大学针对柴油机等船载动力机械的主动浮筏隔振系统 • 哈尔滨工程大学的舰船主机辅机的双层隔振系统主动隔振
研究。 • 日本Mitsuhashi等研究的船用柴油机双层隔振系统。 • 川崎重工的Sakamoto等[25]采用电磁式主动执行机构代替
研究了主动隔振系统中作动器的刚度放大与控制误差问题，分析了控 制器的输出误差均匀分布时主动隔振系统的隔振性能。
传递函数：
G(s)
ms
cs (k gd ) 2 cs （k gd）
利用作动器与小刚度弹簧串联获得大刚度的方法
作动器分别直接和间接驱动减振体的刚度变化曲线
由此图可以看到，如果在AVI系 统采用如图2所示的作动器刚度放大 机构，只有在大幅度提高控制器相 对精度的情况下才不致恶化主动隔 振系统的隔振性能
振频率为5 Hz时目标点的加速度响应
对目标点的振动具有良好的抑制作用
4 学习总结
• 通过阅读一些国内文献，我对主动隔振技术的国内外发展 现状有了一定了解，对空气弹簧，电磁作动器的工作原理 有了初步认识。
• 熟练地阅读外文文献，了解国外的发展状况是每个研究生 应必备的技能。今后我将加强这方面的能力，争取每周阅 读至少4篇外文文献，望老师和同学监督。
采用模型：
F
(g
i2 ）2
随频率增大，， 也随之增大
电磁力是不同的，在气隙较 小时，频率越低电磁力越大，但 随着气隙增大，这种趋势有所改 变。而且，动态电磁力曲线与静 态电磁力曲线有明显的不同，说 明了动态电磁力实验建模与用频 率修正模型的必要性。
[4]主动隔振作动器刚度放大与控制误差分析,中国科学院
该空气弹簧隔振平台对低频的隔振 效果不是理想，对高频的隔振效果 比较理想，但达到一定程度后，振 动传递率的变化就很缓慢了。
[3]汽车囊式空气弹簧变刚度特性拟合分析，西北工业大学
通过有限元仿真得到空气弹簧的动态特性曲线并进行弹簧刚度的多项 式拟合，研究了定压条件下，不同初始高度（初始负载）对空气弹簧 动态曲线的影响。
图2气囊隔振器与橡胶隔振器动态性能
表2 气囊隔振系统与橡胶隔振系统的位移响应
可见，气囊隔振系统的隔振性能远远优于橡胶隔振系统，在稳态激励下产的 位移也在可容许的范围内。
表3同气压分布情况主机输出端动态位移
由计算结果可知，气囊隔振系统的固有频率、力传 递等特性对气囊隔振器的气压分布不敏感。
图3不同压力分布的系统动态响应