振动主动控制

摘要： 以弹簧连接移动双柔性梁系统为实验对象,研究多柔体系统的振动特性和振动主动控制问题。针对移动双柔性梁系统存在建模的复杂性和耦合非线性等问题,基于系统的动态线性化数据模型,研究无模型自适应控制算法在多柔体振动主动控制领域的应用。设计并搭建移动双柔性梁实验平台,进行基于压电驱动器和伺服电机混合控制的双柔性梁振动抑制实验研究。实验结果表明,无模型自适应控制器可实现对振动的快速抑制。

摘要： 针对航天薄壁件在铣削减重网格过程中的铣削振动问题,提出了一种采用主动阻尼装置(ADD)对带网格薄壁件的铣削振动进行抑制的方法,对铣削振动抑制进行了理论推导、仿真分析与实验研究。首先,对ADD所采用的直接速度反馈控制原理进行了理论验证;然后,采用ANSYS有限元分析软件对带网格的薄壁件进行了模态仿真分析;最后,搭建了铣削振动抑制实验台,对比了在不同工况下ADD对带网格薄壁件的铣削振动抑制效果。研究结果表明:ADD可以有效抑制薄壁件在不同工况下的铣削振动,最高降幅达79.98%;ADD具有作用频带宽的特点,能够抑制多频率的铣削振动;ADD对不同网格剩余厚度的薄壁工件均有振动抑制效果,即在薄壁件由厚到薄的铣削过程中,ADD均能发挥其作用;ADD可以降低薄壁工件的表面粗糙度。

摘要： 如何更高效地实现结构的实时振动控制一直是振动工程领域不断探索的问题,而作动器则是振动主动控制研究中极为重要的一环。该文从Hamilton原理及压电材料的力-电耦合本构方程出发,建立了线弹性压电体的有限元状态空间方程,在此基础上提出一种利用被控系统实时响应作为控制输入的迭代学习控制算法,通过MATLAB仿真验证了迭代控制对弹性板模型振动控制的有效性,此后基于NI Compact RIO及LabVIEW平台搭建了振动主动控制实验系统。在实验中,以弹性翼型板为对象,对比了速度负反馈方法与迭代学习控制方法的控制效率。验证结果表明,后者的抑振效率之于前者可提高超过62%。

摘要： 直升机振动主动控制技术是控制直升机振动的常见方式。文章使用频域算法和离心式作动器,进行了直升机振动主动控制试验研究,设计振动控制试验,验证其控制效果,为直升机提供了高效实用的振动控制方案。

摘要： 为了研究在不改变结构的情况下实现对超材料带隙的调节,本文基于磁流变弹性体设计了一种新型超材料梁结构。采用有限元方法,建立了含磁流变弹性体的超材料梁模型,给出了超材料梁结构在外磁场作用下得的带隙位置和传输曲线。结果表明:通过利用外磁场对磁流变弹性体的材料参数进行非接触式控制,可以实现对带隙特性的大幅度调节。研究还发现通过改变结构的几何参数也可以对含磁流变弹性体的超材料梁的带隙进行调节。

摘要： 目的基于压电陶瓷的逆压电效应,以试验和仿真分析的方法研究压电陶瓷对某柔性板试验件振动控制的时效性能,为压电陶瓷如何保持长时间有效参与振动控制提供参考。方法搭建振动主动控制系统,实现柔性板的振动控制,以压电陶瓷驱动电压的降低模拟时效损伤。建立该结构的动力学有限元模型,并进行响应分析,以压电陶瓷产生的驱动力变小来模拟时效损伤。通过测定不同损伤程度的压电陶瓷参与振动控制前后的动响应,得到多种条件下的振动控制效率。结果当所有压电陶瓷的时效损伤程度均达到80%时,对某柔性板试验件的振动控制率降低为初始振动控制率的60.4%。基于试验与分析结果,评估多种条件下的振动控制率,得到了压电陶瓷时效损伤对柔性板振动控制的影响规律。结论压电陶瓷时效损伤对柔性板振动控制的影响可以用有限元仿真来模拟,压电陶瓷的时效损伤程度可通过调节它的驱动电压来进行测试。

摘要： 扬声器一般用于声场激励,本文对扬声器改造为惯性作动器实现对振动板的主动控制进行了研究。首先分析了扬声器作为惯性作动器的物理模型,随后采用分散式多通道速度负反馈控制策略进行实验,最后采用激光测振仪分析板的振动,结果表明:把扬声器改造为惯性作动器用于振动主动控制中是可行的,振幅最多减少峰值的43.4%。

摘要： 提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID),该系统通过伺服电机驱动转动惯性质量的回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩.首先针对ARID控制系统,基于拉格朗日原理建立了平面内悬吊结构在吊点激励下运动控制的分析模型,基于分析模型进行主动控制LQR算法系统匹配推导,然后利用Simulink对ARID系统控制效果进行了数值模拟计算,并通过与TRID装置对比,对ARID系统的有效性进行了分析.最后设计了ARID振动台试验系统,对结构的控制效果进行了试验验证.试验结果验证了理论建模和主动控制LQR算法与系统匹配的合理性,表明ARID系统对悬吊结构摆振控制具有很好的控制作用,理论建模和试验验证为ARID系统的深入研究和应用奠定了理论基础.

摘要： 针对薄壁工件在铣削加工过程中的振动问题,采用主动阻尼装置对薄壁工件进行了铣削振动控制实验研究.首先,对主动阻尼装置的原理进行了阐述;然后,建立了薄壁工件的有限元模型,并对其进行了ANSYS模态分析;最后,搭建了铣削振动主动控制试验台,进行了主动控制实验,将惯性作动器分别安装在工件的不同位置和铣床主轴上,对不同工况下主动阻尼装置的振动控制效果进行了对比分析.实验及研究结果表明:主动阻尼装置可以有效抑制薄壁工件的铣削振动,降幅最高可达40.6％;将作动器置于工件的减振效果优于将其置于铣床主轴的效果;且作动器离铣刀切削位置越近,振动控制效果越好.

摘要： 针对基于惯性作动器的四面固支板振动系统中存在的外部干扰强、建模误差大、系统时延等问题,提出了一种时延补偿的线性自抗扰控制(LADRC)策略.首先,将系统时延等效为一阶惯性环节,得到时延补偿惯性作动器与四面固支板系统的数学模型;其次,根据系统模型的阶数特征设计对应的四阶线性扩张状态观测器(ESO),对系统内部建模误差及外部激励扰动进行实时估计;然后,通过绘制Lissajous曲线计算出实验系统的时延常数,优化自抗扰控制器的控制参数,进行前馈补偿,抵消实验中内外干扰对控制效果的影响;最后,搭建1套基于NI PCIe采集系统的振动控制平台,通过半实物实时实验测试所提出的振动主动控制策略的控制性能.分别在系统中加入比例-积分-微分(P ID)控制器、传统三阶LADRC和时延补偿四阶LADRC对四面固支板的振动进行控制实验.结果显示,LADRC在振动控制效果上明显优于PID控制,该文时延补偿的四阶LADRC的效果略优于传统三阶LADRC.

摘要： 振动主动控制一直以来都是国内外学者研究的热点,传统的控制方法有着明显的缺点,为了改善这些缺点,国内外学者提出将智能算法引入振动主动控制.因此,混合自适应控制的发展是近年来振动主动控制的一种新趋势.本文介绍了几种典型的混合自适应振动主动控制策略,比如模糊神经网络混合自适应控制，自适应模糊滑模控制，前反馈混合自适应控制，综述了近年来的研究进展.混合自适应振动主动控制基于算法上的优势，受到了很多学者和研究机构的关注。今后，将机器学习引入振动主动控制中，建立自适应性和鲁棒性更强的控制系统，提高控制精度，拓宽振动主动控制的范围是未来的一个发展趋势。

摘要： 本研究对压电智能结构振动主动控制进行理论推导并对单侧布置压电作动器的简支梁进行数值仿真.应用哈密顿原理建立动力学方程,采用独立模态控制法将各阶模态控制力仅取为同阶模态坐标与同阶模态速度的线性组合.运用MATLAB软件进行编程,对所建模型进行仿真计算.最后,对控制前后的动态响应进行分析,得出相关结论.

摘要： 本文为了削减二级齿轮传动系统的非线性振动,提出了在靠近激励源处附加压电堆作动器同时抑制两对齿轮振动的双通道主动控制结构.鉴于FxLMS自适应滤波算法对非线性系统应用的局限性,采用了一种非线性自适应滤波算法双线性FxLM S(Bilin ear FxLMS,BFxLM S).由于次级通道的准确性对于BFxLMS算法的控制性能有很大的影响,而应用较广的叠加噪声次级通道辨识技术会降低控制系统的效果,本文采用了一种直接估计误差技术对次级通道进行在线辨识.最后搭建了二级齿轮传动系统振动主动控制试验台,利用dSPACE作为控制器进行了半实物仿真试验,试验结果表明,在以两对齿轮啮合基频为衰减目标时,应用BFxLMS算法和FxLMS算法控制的齿轮箱体上的振动都有明显的减弱,而BFxLMS算法在齿轮传动系统主动控制应用中有更好的控制效果,在第一对齿轮啮合基频处可以达到11 dB的衰减量,在第二对齿轮啮合基频处可以达到10 dB的衰减量.

摘要： 结构振动主动控制技术由于其有效性、灵活性以及能弥补传统被动控制的不足等优点而逐渐受到人们的重视.这其中,频域法结构振动主动控制技术因为具有运算量低、容易实施等优点而率先得到实际应用.另一方面,应用共振式小音箱作为作动器可以免去大型功放的使用,可以有效的减轻振动主动控制系统的总重.因此在外激励未知、系统动力学特性未知但外激励频率不随时间改变的前提条件下研究了单输入单输出频域法结构振动主动控制技术以及基于最小均方算法的系统参数在线辨识算法.最后,在本文末尾,使用药丸式共振小音箱作为作动器的振动主动控制实验验证了控制算法的有效性.

摘要： 本文以附加变质量的弹性梁系统为对象,开展了变质量弹性结构的振动特性研究和振动主动控制研究.从材料的本构方程出发,使用模态叠加法推导了粘贴有压电片的变质量-柔性梁组合结构的控制方程,根据系统在时域和频域上的响应,总结了变质量弹性梁系统的振动特性和运动规律.设计速度比例负反馈控制器对质量增大系统和质量减小系统进行了振动主动控制.由于变质量系统的振动特性不仅体现在时域和频域上,更体现在时频域上,因此借助于时频分析技术研究了系统的时频特性.仿真结果表明:变化的质量在引起系统振动频率改变的同时,还引起了一个附加的阻尼.通过振动控制,在变质量时变系统的共振频率范围带内,结构的振动都得到了有效的抑制,时频分析技术是处理变质量系统响应信号的一种有力的工具.

摘要： 柔性板结构多应用于航空、航天领域。本文设计了一种前馈—反馈混合控制方法,利用压电片对柔性板结构进行振动主动控制.基于Hamilton原理建立了柔性板和压电片耦合结构的动力学有限元模型;根据能量准则采用粒子群算法对压电作动器/传感器的位置进行优化;结合线性二次高斯(LQG)反馈控制与自适应前馈控制建立了前馈—反馈混合控制系统.利用Simulink软件对降阶后的模型进行仿真,分别针对稳态和瞬态激励两种振动环境对比了前馈控制、反馈控制以及前馈—反馈混合控制方法的控制效果,分析了混合控制方法的优势以及前馈、反馈控制在混合控制中所起到的作用.结果表明混合控制能够同时有效抑制稳态和瞬态响应，可以达到更好的控制效果。

摘要： 以悬臂平板结构为对象,提出基于金属橡胶的一种新型结构振动主动控制方法.在平板根部增加金属橡胶材料,通过金属橡胶参数的变化,实现金属橡胶的变刚度/阻尼特性,进而实现对悬臂平板结构振动的主动控制.数值仿真分析表明,悬臂平板结构的固有频率只与金属橡胶的展向尺寸和弹性模量有关,与其厚度和弦向尺寸无关.对确定尺寸的金属橡胶,利用金属橡胶的变刚度/阻尼特性,通过改变金属橡胶的安装紧度改变其弹性模量,可以调节悬臂平板结构的固有频率,避免共振现象发生.文中通过对两种结构方案的对比分析,确定更优的振动控制方案,为试验研究提供数据支撑.

摘要： 为解决风洞试验中模型支撑系统的振动问题,提高风洞试验的准确性和安全性,以压电组件为减振元件,设计了压电组件和尾支杆一体化结构,建立该一体化结构的运动方程,提出PID和神经网络实时控制方法,推导两种控制方法的主动控制状态方程.依据刚柔耦合动力学理论,联合控制算法,构建ADAMS+MATLAB结构控制一体化仿真模型,实现压电组件的选型参数确定和减振仿真评估.对安装压电组件的模型支撑系统开展风洞试验研究,试验结果表明:压电组件可以减小模型支撑系统的振动加速度幅值;PID算法表现较为稳定,控制后系统的一阶、二阶振动加速度振幅约为原振幅的7.06％和31.35％.

摘要： 本文将BP神经网络与时间序列原理结合,构造出基于时间序列的BP神经网络预测模型,以准确快速预测遥感卫星振动.采用动态更新模型训练集和预测集,预测集局部保真,上下级模型并行与切换的方式,实现实际应用对模型预测的精度和实时要求.试验结果表明,基于时间序列的BP神经网络模型的精度较高,计算速度较快,并行切换可以实现预测数据的实时应用,能够为遥感卫星主动控制提供理论支持.

摘要： 针对分散式多通道噪声主动控制中各通道互相干扰严重的问题,对通道之间耦合的原因、影响及解耦方法展开研究.将通道之间的串扰视为误差信号,可减弱其造成的影响,但并不能完全解除耦合的影响.针对这个问题,提出一种基于古典控制理论的适用于传递矩阵为非奇异阵的矩阵完全解耦方法,并结合MATLAB/Simulink展开仿真研究.仿真结果验证两种多通道控制算法的有效性,对指导多通道噪声主动控制研究具有理论意义和应用价值.

摘要： 一种主动振动控制系统(110)包括：多个致动器(150‑155)，与飞机(100)的每个引擎(102)相对应并且邻近飞机的每个引擎设置；至少一个传感器(650)，位于飞机的客舱(100C)内并且被配置成检测由相应引擎(102)产生的振动和声音中的一个或多个的量值和频率并产生一个或多个振动和声音反馈信号；以及控制器(500)，连接于所述多个致动器(150‑155)中的每个以及所述至少一个传感器(650)中的每个，控制器(500)被配置成基于所述反馈信号实现对用于相应引擎(102)的多个致动器(150‑155)中的至多两个致动器的控制，其中，该至多两个致动器(150‑155)实现对相应引擎的由于相应引擎(102)的转动轴线引起的振动和声音中的一个或多个的抑制。

摘要： 本发明涉及新能源与建筑工程技术领域，尤其涉及集被动、半主动和主动控制为一体的高效新能源振动控制器。该高效新能源振动控制器，包括多腔梁、蓄电池组件、绕线式磁性装置、阻尼压电装置和惯性质量组件。绕线式磁性装置包括连接杆、缠绕在连接杆底端的电磁线以及设置在惯性质量组件底端的磁性箱体，连接杆的顶端与多腔梁的底部固定连接，连接杆的底端穿过惯性质量组件上的中心通孔设置在磁性箱体内，磁性箱体内具有磁场，阻尼压电装置套设在连接杆的外壁，阻尼压电装置和绕线式磁性装置均与蓄电池组件电连接。由此，使得高效新能源振动控制器具有抑制振动的能力强、可靠性强、能源利用率高且所占空间小，适用范围广的特点。

摘要： 本发明公开一种主动振动控制装置及振动控制的方法，具体为：信号发生器产生振动信号，并传送至功率放大器进行功率放大，再传送至第一激振器，第一激振器带动减震器来回激振，产生与发动机的振动相似的振源；加速度传感器将振源转换为与发动机的振动信号相同的振动信号；采集卡采集振动信号，并传送至控制模块，控制模块对收到的振动信号进行PID调节，得到与振动信号频率相同、方向相反的信号，并将该信号输出至第二功率放大器，对该信号进行功率放大；第二激振器收到功率放大后的信号，产生一个和振源周期大小相同、方向相放的激振力；并将该激振力作用到第一激振器上。本发明具有成本低、结构简单、可主动调控、控制范围广、精度高等优点。

摘要： 本发明公开了一种管道振动的主动监测系统与半主动控制方法，具体涉及管道振动监测和控制技术领域。该系统解决了管道振动监测的问题，实现了不改变管道结构或停机施工也可以使得管道减震的目的。可以通过大数据算法依据系统运行工况寻优控制参数，提高了控制系统效率，同时快速匹配出参与半主动控制算法的最优阻尼初值，使系统达到管道减振的目的。

摘要： 公开了转轴径向振动主动控制系统及主动控制方法，转轴径向振动主动控制系统中，加速度传感器固定连接待主动控制的转轴以实时测量所述转轴的振动信号，第一导电环固定连接所述转轴且电连接所述加速度传感器，弹性元件固定连接所述转轴，作动器固定连接所述弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器电连接第一导电环和第二导电环，响应于所述振动信号，控制器分析处理振动信号以形成控制信号响应于所述控制信号，作动器施加作用力经由弹性元件作用于转轴以主动控制转轴的径向振动。

摘要： 公开了自供电的转轴振动主动控制系统及主动控制方法，自供电的转轴振动主动控制系统中，内壳体固定连接转轴，第一端盖可转动连接内壳体，第二端盖可转动连接内壳体，外壳体固定连接第一端盖和第二端盖，永磁体固定连接外壳体，线圈架固定安装于内壳体，励磁线圈缠绕于线圈架与永磁体产生相对运动以产生电能，加速度传感器固定连转轴以实时测量转轴的振动信号，弹性元件固定连接转轴，作动器固定连接弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器电连接励磁线圈和加速度传感器，其中，响应于振动信号，控制器分析处理振动信号以形成控制信号，响应于控制信号，作动器施加作用力经由弹性元件作用于转轴以主动控制转轴的径向振动。

摘要： 公开了转轴径向振动主动控制系统及主动控制方法，转轴径向振动主动控制系统中，加速度传感器固定连接待主动控制的转轴以实时测量所述转轴的振动信号，第一导电环固定连接所述转轴且电连接所述加速度传感器，弹性元件固定连接所述转轴，作动器固定连接所述弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器电连接第一导电环和第二导电环，响应于所述振动信号，控制器分析处理振动信号以形成控制信号响应于所述控制信号，作动器施加作用力经由弹性元件作用于转轴以主动控制转轴的径向振动。

摘要： 公开了自供电的转轴振动主动控制系统及主动控制方法，自供电的转轴振动主动控制系统中，内壳体固定连接转轴，第一端盖可转动连接内壳体，第二端盖可转动连接内壳体，外壳体固定连接第一端盖和第二端盖，永磁体固定连接外壳体，线圈架固定安装于内壳体，励磁线圈缠绕于线圈架与永磁体产生相对运动以产生电能，加速度传感器固定连转轴以实时测量转轴的振动信号，弹性元件固定连接转轴，作动器固定连接弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器电连接励磁线圈和加速度传感器，其中，响应于振动信号，控制器分析处理振动信号以形成控制信号，响应于控制信号，作动器施加作用力经由弹性元件作用于转轴以主动控制转轴的径向振动。

摘要： 本发明公开了一种面向结构振动主动控制优化配置方法及振动控制实验平台，以压电智能悬臂梁为研究对象，提出一种结构振动主动控制中，压电传感器和作动器的优化配置方法，首先依据研究模型提出传感器、作动器优化准则，建立优化目标函数；其次，求出压电悬臂梁的各阶固有频率、各阶模态应变等，将其代入优化目标函数；采用遗传算法进行配置优化，得出初步的优化配置方案；然后，依据实际试验进行各配置方案的对比振动实验，最终确定最优配置方案；最后，依据最终配置方案，建立振动控制系统实验平台，进行结构振动主动控制实验验证；实验结果表明振动控制效果良好，从而间接地验证了本文所提出的优化配置方案的可行性和有效性。

摘要： 本发明公开了一种具有振动能量回收及振动主动控制的座椅悬架装置，包括：悬架上底板，其包括相连接的座椅部和靠背部；悬架下底板，其间隔对应设置在悬架上底板的一侧；悬架顶板，其设置在靠近靠背部处，且一端与悬架下底板的一端一体连接；两个悬架侧板，其分别支撑在悬架上底板及悬架下底板的两侧；弹簧下底板，其与靠背部的一侧垂直连接；磁流变减振器，其支撑在悬架顶板与弹簧下底板之间；第一磁电式能量转换机构，其固定支撑在座椅部的一侧；两个压电式能量转换机构，其分别设置在第一磁电式能量转换机构的两侧，且分别与两个悬架侧板连接；第二磁电式能量转换机构，其可拆卸的支撑在悬架上底板及悬架下底板之间，且设置在弹簧下底板的一侧。