基于相位分析的变质量动力吸振器控制策略研究

发布时间：2020-11-09 11:40

　　 动力吸振器是一种常用的振动控制装置。传统动力吸振器有效减振频带较窄,在非调谐状态下减振效果明显降低。而自适应动力吸振器可以在宽频范围内获得较好的减振效果,因此逐渐成为振动控制领域的研究热点。本论文研究了基于相位分析的自适应动力吸振器控制原理,针对变质量动力吸振器提出了控制策略,研究了其控制性能。本论文研究内容如下:(1)在单自由度系统振动基本原理的基础上,研究了不同结构的吸振器模型及减振原理,分析影响吸振器减振效果的因素,为研究变质量动力吸振器提供了理论基础。(2)建立变质量动力吸振器模型,阐述其工作原理,并对其减振性能进行仿真研究。同时对动力吸振器相位进行理论推导。结果表明吸振器与主系统相对加速度和主系统绝对加速度之间的相位差可判断吸振器是否调谐。(3)建立变质量动力吸振器控制系统模型,该模型包括变质量动力吸振器、相位差检测模块、变质量执行模块。论文提出了基于相位分析的变质量动力吸振器控制策略。根据吸振器与主系统相对加速度和主系统绝对加速度的相位差余弦值增加或者减小吸振器质量。仿真结果表明该控制策略能够使吸振器的固有频率快速平稳地追踪外界激励频率的变化,且基本不受噪声影响,响应速度快,稳定性高。(4)搭建实验平台,研究了变质量吸振器相位差与质量的关系以及吸振器减振性能。通过对比仿真和实验结果,验证了控制策略的有效性。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB535.1
【部分图文】：

以便提出合理的减振降噪措施。一般具有两面性，振动也不例外。通过研究发现，在众多对事物产生的危害也不容小觑。在机械加工领域，振动通常短构件的使用寿命；对精密仪器来说，则会降低精度，影域，强烈的振动会导致系统的内部结构发生变化，从而使桥。比如 2010 年 6 月俄罗斯伏尔加大桥路面，强风波动和负桥路面蠕动，如图 1.1 所示。在航天领域，机翼颤振或者机行，造成飞机坠落，给人们的生命财产造成巨大的危害。在变以及发动机的激励作用，在某些情况下使外界激励频率与产生剧烈振动，影响汽车的安全性和操纵稳定性。比如东量不足，当路面较为复杂时，各部件间出现运动干涉以及身安全，有极大的安全隐患。

22 22 21 1 2 111 1stXXk kk k + 变量，质量比2 1 m /m，固有频率比2 1 / ，激励频率式(2.7)和(2.8)中，则可得下式2 21 12 4 2 2 2 2 4st1 1XX 222 4 2 2 2 2 4st1 1XX 2.9)绘制出频率比1 变化时无阻尼动力吸振器振幅放大系数曲

图 2.5 不同阻尼比时振幅放大系数曲线从图 2.5 可以看出：（1）阻尼比为 0 时，安装吸振器的主系统出现两个新的共振频率，而且在率处，主系统振幅非常大，随着阻尼比增大，在新共振频率处共振峰值有所尼比为 0，1 =0.8 时，主系统的振幅为 0，说明此时主系统不再振动。随着，主系统振幅放大系数大于零，说明当吸振器有阻尼时，在 =0.8 处减振效果（2）当阻尼比为无穷大时，该系统变为单自由度系统，在 =0.95 处产生共系统的振幅趋近于无穷大。（3）无论阻尼比怎么变化，曲线都会经过 PQ 两个固定点。根据定点理论，可式找到最优固有频率比opt 和最优阻尼比opt ，使 PQ 两点等高，同时处在振曲线最大位置处，此时动力吸振器的减振效果最好。
【参考文献】

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本文编号：2876372