基于负刚度稳定性的并联扭转减振器控制策略研究

一种正负刚度并联半主动扭转减振器,通过在传统扭转减振器的基础上并联一负刚度机构,实现减振器动态刚度的降低,同时实现对低频扭转振动的消减。基于正负刚度并联扭转减振器减振机理,设计了半主动控制系统,通过控制负刚度机构位置以实现扭转减振器刚度达到最小值。针对输入平均转矩变化工况采用了PID控制方法和滑模变结构控制方法,建立了液压系统油压轨迹跟踪控制模型。对比分析两种控制方法的仿真效果,结果表明滑模变结构控制方法能够使负刚度机构运动平稳且系统油压稳定地跟踪最优油压轨迹,有效的提高了扭转减振器减振效果。     

并联扭转减振器刚度与承载特性研究

隔离动力传动系统运行过程中伴随着的低频扭转振动一直是工程实践中的难题。并联扭转减振器通过在传统扭转减振器中并联一负刚度机构,能够实现减振器扭转刚度的降低,进而能隔离低频振动。对影响并联扭转减振刚度特性的主要因素(负刚度机构中的弹簧预压缩量、刚度比)进行了分析。与周向长弧形弹簧式双质量飞轮(DMF-CS)的第一级刚度进行对比,对正负刚度并联扭转减振器的刚度进行了设计。针对所设计的减振器扭转刚度,对扭转减振器的转矩承载特性进行了分析,得到了扭转减振器最大承载力矩特性。     

准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究

针对一种应用连杆弹簧负刚度结构所设计的正负刚度并联扭转隔振器,通过分析其设计参数,得到了其在静平衡位置达到准零刚度的条件。针对所述系统,建立二自由度非线性动力学微分方程,应用谐波平衡法求解了准零刚度隔振器的振动响应。考虑激励幅值、系统阻尼和转动惯量等因素,从扭转振动力矩传递和扭转振动功率流传递两个角度分析了准零刚度隔振系统的非线性振动传递特性。结果表明,此隔振系统具有良好的低频隔振效果,且表现为振动传递的硬特性;从功率流角度的分析还表明,系统的瞬时传递功率流峰值与输入功率流和耗散功率流的变化趋势保持一致。在低于共振区域的低频区间内,隔振系统前后两端的转动惯量对系统振动具有较大影响。最后,对扭转隔振器的振动隔离特性进行了试验验证,试验结果表明,隔振器具有良好的低频振动隔离特性。