一种负刚度动力吸振器的数值参数优化

发布时间：2021-08-07 02:34

　　提出了一种含有负刚度元件的动力吸振器,发现该系统难以通过解析推导进行参数优化。以动力吸振器主系统的振幅放大因子为控制目标,采用序列二次规划算法对其进行了参数优化。首先,以Den Hartog提出的Voigt模型和一种被动负刚度动力吸振器模型为例,验证了数值优化方法在H_∞优化中的正确性;然后,对所提出的动力吸振器模型进行了数值参数优化,与多种动力吸振器在简谐激励与随机激励下进行了对比,说明了所提出的模型具有良好的振动控制性能。 

【文章来源】：石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2020,33(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

动力吸振器模型

式中,A2=2βλ(1+nμβ2);B2=(1+n)β2-λ2+nμβ4;C2=2βλ[1+nμβ2-λ2(1+μ)];D2=(1+n)β2+λ4+nμβ4-λ2[1+β2(1+n+μ)]。由固定点理论易证归一化的幅频曲线均通过2个独立于阻尼比的点,也就是该模型主系统幅频曲线的固定点。图2中给出了阻尼比分别为0.2、0.4和0.6时的归一化幅频曲线,从图中可以看出对于不同的阻尼比,曲线均通过P、Q两点。从理论角度看,该模型可以运用固定点理论进行参数优化设计,但是负刚度项的存在使得解析公式较为复杂,于是尝试用数值优化方法对系统参数进行优化设计。

在使用该函数时有一些需要注意的问题:该函数对自变量的初值x0的选取比较敏感,选择不同的初值可能会得到不同的结果,因此为了使数据真实有效,对文中出现的每个模型均使用随机数作为自变量的初值并运行了100次。为了得到有意义的系统参数,尽管把系统的频率比与阻尼比的取值范围设为[0,2]与[0,1],有时可能会在此区间内得到局部最优解和全局最优解,如图3所示,其中M处为局部最优解,N处为全局最优解,这时能够使主系统位移的时间历程曲线收敛的解才是DVA的最优参数。

【参考文献】：
期刊论文
[1]含负刚度元件的三要素型动力吸振器的参数优化[J]. 王孝然,申永军,杨绍普,邢海军.  振动工程学报. 2017(02)
[2]基于配点GA-SQP算法的月球软着陆轨道优化设计[J]. 王爱苹,马红娟,杨世宁,李宁.  数学的实践与认识. 2015(16)
[3]一种含负刚度元件的新型动力吸振器的参数优化[J]. 彭海波,申永军,杨绍普.  力学学报. 2015(02)



本文编号：3326904