主动控制中作动器非线性谐频的控制

采用主动隔振系统,能有效地控制低频线谱振动。在常规的作动器中,虽然可以有效地降低基频的振动;但二次谐波处产生的附加能量会影响隔振效果。通过理论分析与试验,研究了振动主动控制系统中电磁作动器的非线性现象,分析了进行低频线谱振动控制时电磁作动器在二次谐频处产生额外能量的原因,提出用谐波发生器自适应补偿作动器非线性现象的方法,结合前馈Fx LMS算法进行主动控制的试验表明,系统可得到较理想的控制效果。     

直升机结构响应主动控制试验研究

直升机飞机中机体的振动水平是所有飞行器中最为严重的，必须采取振动控制措施，而结构应主动控制是目前被公认为能大幅度降低机体振动水平的，具有实用价值的减振新技术，本文综述在直升机结构响应主动控制实验室内试验研究中的几项主工工作，包括作动器形式的选取与伺服液压式惯性型作动器的研制，多通道控制中收敛因子的确定，以及多通道控制的试验研究，研究结果证实作者研制的作动器与测控系统能实现有效的减振。     

基于电磁作动器的SPWM振动主动控制技术研究

开发了一种采用电磁作动器的SPWM振动主动控制系统。简单介绍了电磁作动器的数学模型，通过仿真分析与试验分析了解了作动器的作动特性。阐述了SPWM的调制原理与频谱分析。对某中型货车发动机振动主动控制系统进行了控制规律研究，并应用单片机技术对控制系统进行了减振试验验证。结果表明发动机振动衰减明显，该振动主动控制系统的设计是可行的。     

多通道主动隔振中的通道窜扰抑制算法

多通道主动隔振是采用多个作动器协调控制的方法抑制系统的全局振动。作动器对振动进行控制同时,也对其它作动器产生干扰,通道窜扰是多通道主动控制的一大难题。将去耦合滤波器应用到抑制多通道主动控制的通道窜扰中。用去耦合滤波器滤掉控制误差信号中的通道窜扰信号,所得信号代替控制误差作为滤波-x LMS算法新的参考信号。通过仿真表明,采用耦合滤波器对多通道主动控制结果有重要影响,去耦合滤波器在通道窜扰为正反馈时依旧保证算法收敛,防止控制效果恶化。     

主动控制式电磁液压悬置隔振性能研究

在原有液压悬置的基础上,提出一种利用电磁作动器为主动控制元件的主动悬置,研究了电磁作动器的频率特性,并建立了该悬置系统的力学及数学模型.选择滤波后的x-LMS算法作为控制算法,利用Matlab软件,仿真分析了该悬置的隔振性能.结果表明：在不同转速下,主动悬置系统都能使传递到车身的振动力大为减弱,在2秒钟时间内就降到无主动控制时的10%以下,说明采用主动控制后的悬置能有效隔离发动机的振动.     

齿轮啮合振动的主动控制方法与实验研究

为了有效抑制齿轮传动系统由于啮合误差引起的周期振动噪声,提出一种基于压电堆作动器并结合自适应算法的齿轮传动振动主动控制方案。首先根据控制齿轮轴横向振动的思想构建齿轮箱主动结构,应用C-MEX S函数编写FxLMS自适应控制算法模块;基于级联自适应陷波器的技术提取齿轮啮合振动信号进而合成参考信号;利用自适应NLMS滤波器对包含压电堆作动器的次级通道进行离线辨识实验,在得到次级通道传递函数的同时有效避免了次级通道辨识和控制器之间的相互干扰。最后将算法代码下载到dSPACE中作为控制器,与内置压电堆作动器的齿轮箱组成硬件在环系统进行实验验证。结果表明:由FxLMS算法控制的压电堆作动器对齿轮的啮合振动控制效果明显,在不同转速、不同负载情况下啮合振动有15~26dB的衰减。     

亚微米超精密车床的振动模糊主动控制

环境振动是影响亚微米超精密机床加工精度的一个重要因素 ,为此提出了将模糊控制系统与空气弹簧隔振系统相结合的方法 ,用于亚微米超精密车床的振动控制。空气弹簧的主要作用是隔离较高频率的环境振动并支承车床 ;模糊主动控制则是有效地控制低频环境振动的影响。针对机床系统振幅微小且有自激振动的特点 ,采用了带有两个调整因子的二维模糊控制器 ,其输入为速度和加速度信号 ,输出为作动器的控制电压。在 HCM- 1亚微米超精密车床上进行铅垂方向的振动控制实验 ,取得了良好的效果     

航海船舶多维振动主动控制研究

采用基于并联机构和电磁作动器的多维振动主动控制装置,实现了对船舶航行中面临的多维低频振动衰减。对振动控制装置进行了结 构设计、系统控制模型分析和控制算法研究,并制作样机进行了实验研究。样机试验结果表明,该多维减振装置能够实现船舶多维低频振动主 动控制。     

大型空间柔性结构主动振动控制实现中的若干问题

本文分析了主动振动控制在实现中的基本问题,探讨了控制模型建立,控制策略和控制器的设计,传感器/作动器的配置,微机控制技术;阐明了主动振动控制实现所面临的主要任务和途径.     

主动隔振系统解耦控制算法仿真与试验研究

对日益大型化、复杂化的隔振系统进行主动控制,采用多误差的最小均方差算法(LMS)计算负荷较大,且算法的实现过程复杂。基于此,研究了基于FXLMS算法的多通道解耦控制算法,建立简单的自适应控制器,可独立的控制子系统作动器,误差传感器测得的误差信号只参与该子系统对应作动器的控制力的调节,使所有误差传感器的误差信号的平方和最小,实现对多自由度振动的主动控制。仿真和试验结果表明,通过调整收敛系数和控制代价加权因子,主动隔振系统采用简单易行的解耦算法对线谱振动进行控制是行之有效的。     

基于自主气体轴承的大型光电精密仪器回转基准技术的研究

提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实现无穷刚度提供良好的负载范围。三种主动节流方式也为自主控制气体轴承提供了多样性选择。     

Active aeroelastic flutter analysis and vibration control of supersonic composite laminated plate

The active aeroelastic flutter analysis and vibration control at the flutter bounds of the supersonic composite laminated plates with the piezoelectric patches are studied. The piezoelectric patches are bonded on the top and bottom surfaces of the composite laminated plate to act as the sensor and actuator so that the active aeroelastic flutter suppression and vibration control for the supersonic laminated plate can be conducted. The unsteady aerodynamic pressure in supersonic flow is computed by using the supersonic piston theory. Hamilton’s principle with the assumed mode method is used to develop the governing equation of the structural system. The controller is designed by the velocity feedback and proportional feedback control algorithm, and the active damping and stiffness are obtained. The solutions for the complex eigenvalue problem are obtained by using the generalized eigenvalue methodology. The natural frequencies and damping ratios are also gotten. The aeroelastic flutter bounds of the supersonic composite laminated plate are calculated to investigate the characteristics of the aeroelastic flutter. The impulse responses of the structural system are calculated by using the Houbolt numerical algorithm to study the active aeroelastic vibration control. The influences of ply angle of the laminated plate and the control method on the characteristic of flutter and active vibration control are analyzed. From the numerical results it is observed that the aeroelastic flutter characteristics of the supersonic composite laminated plate can be improved and that the aeroelastic vibration response amplitudes can be reduced, especially at the flutter points, by the proportional feedback or the velocity feedback control algorithm using the piezoelectric actuator/sensor pairs. The effectiveness of the flutter control by the two control algorithms is also compared. The results of this study are of great significance to the flutter analysis and aeroelastic design of the aircraft.     

振动主动控制中的时滞特性研究

分析了时滞现象在以绝对变量反馈和相对变量反馈条件下,对超精密机床振动主动控制的影响。在相对变量反馈条件下,通过合适的增益选择,即可保证系统的稳定性,又能大大降低振动传递率。因而,超精密机床的加工精度得到了有效的改善。     

Active control of functionally graded laminated cylindrical shells

An analytical method on active vibration control of smart FG laminated cylindrical shells with thin piezoelectric layers is presented based on Hamilton’s principle. The thin piezoelectric layers embedded on inner and outer surfaces of the smart FG laminated cylindrical shell act as distributed sensor and actuator, which are used to control vibration of the smart FG laminated cylindrical shell under thermal and mechanical loads. Here, the modal analysis technique and Newmark’s integration method are used to calculate the dynamic response of the smart FG laminated cylindrical shell with thin piezoelectric layers. Constant-gain negative velocity feedback approach is used for active vibration control with the structures subjected to impact, step and harmonic excitations. The influences of different piezoelectric materials (PZT-4, BaTiO₃ and PZT-5A) and various loading forms on the active vibration control are described in the numerical results.     

动力装置主动隔振系统硬件设计

随着人们对工作环境、设备可靠性及耐用度、加工精度和设备隐蔽性的要求不断提高,对于振动控制的需求越来越多。单纯的被动隔振系统无法抑制船舶电机频率1.414倍频以下的振动。主动隔振系统利用作动器产生与激振力相反的作用力可以有效地抑制低频振动。本文以船舶电机为控制对象,针对抑制200 Hz以下的低频振动开发了一套主动隔振系统。系统中采用加速度信号作为系统输入或反馈,以DSP+FPGA双核处理架构作为控制核心,最终以电磁作动器作为执行机构,通过实验验证,该系统可以达到预期隔振效果,抑制自身频率1.414倍频以下的振动。     

磁致伸缩材料作动器在振动主动控制中的应用研究

磁致伸缩材料作动器是一种具有特色的机敏材料作动器。本文在自行研制Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ作动器及其特性试验的基础上，研究该类作动器在主动隔振与主动吸振中的应用。文中提出并导出了多通道前馈控制的时延滤波—ｘＬＭＳ法，并就这种算法的收敛性进行进一步的讨论。     

线切割机电极丝动态稳定性的主动控制研究

分析了国产快走丝线切割机床加工精度差的运动学和动力学原因。导出了电极丝的运动方程和各种激励下的强迫响应解，指出丝架的振动和转动元件的动不平衡是影响电极丝稳定性和加工质量的主要因素。由于电极丝细而柔，结构振动和动不平衡在制造中难以完全消除，着重研究了利用主动控制方法提高电极丝动态稳定性和加工质量的理论原理和技术方法。通过理论分析，指出主动控制不应采用传统的模态控制，而应为远低于首阶模态的强迫响应控制     

空气轴承提高气浮系统稳定性的阻尼技术

静压空气轴承拥有清洁、近零摩擦等优点,是一种优秀的运动导向承载部件,但是它在承栽方向上阻尼较小,对外界引起振动和空气轴承本身固有微振动的衰减较慢,影响了系统的稳定性和测量准确性．为了解决这个问题,本文以小孔节流空气轴承作为研究对象,在其结构中部增设了类似空气弹簧的上下腔室和节流孔,当空气轴承振动时,压力空气在上下腔室之间流动,通过节流孔处的节流效应将振动能量衰减掉．根据这一构想,首先对新结构通过空气弹簧理论进行了初步优化设计,接着对新结构空气轴承和普通空气轴承进行了冲击响应实验,证实了新结构能够很好地起到快速衰减振动的作用,同时对微振动有良好的抑制效果,然后通过模态分析软件MEscope得到了空气轴承的阻尼比系数,发现新结构空气轴承阻尼比系数较普通结构空气轴承阻尼比系数有近一个数量级的提高．另外,还通过实验得到新结构空气轴承可以略微增加轴承的承载能力和刚度．