关于摆动振动控制的理论研究

发布时间：2017-10-11 15:05

  本文关键词：关于摆动振动控制的理论研究

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【摘要】：在人类的大多数生产活动中出现的各种振动,从形式上主要可分为往复平移式振动和围绕固定点的往复摆动。这些振动往往对生产有害,因此需要将振动控制在一定范围内以确保设备运行的安全性和舒适性。为了提高类似空中缆车等摆动结构的运行舒适性和安全性,降低其摆振响应,本文提出了一种摆动式动力吸振器方案及将秋千的力学原理应用于摆动控制的方案。本文主要研究内容有:(1)针对受外界激励作用易发生摆振的摆动结构,设计了一种用于控制结构摆振的摆动式动力吸振器。利用定点理论,研究了吸振器的最优固有频率和最优阻尼的计算。数值模拟了最优参数的精确性及吸振器的控制效果。结果表明此动力吸振器方案可以有效地减小摆动结构发生的强迫摆振响应。(2)通过能量方法和参数振动的理论分析了荡秋千过程中秋千越荡越高的机理,得出了荡秋千时秋千摆动规律与人体重心变化规律之间的关系。根据对荡秋千原理的分析,推断出当人体重心的变化规律恰好与荡秋千时的规律相反时,秋千的摆动振幅会下降。(3)将上述推理应用于摆动结构的摆动控制中。建立了系统动力学模型,根据谐波平衡法得到了摆动结构近似的幅值理论解,通过数值模拟验证了近似理论解的精确性。研究结果表明将秋千原理应用在摆动控制中具有较佳的控制效果,并得出了当摆动结构等效摆长变化幅值参数越大时,摆动控制效果就越好。1
【关键词】：摆动控制 动力吸振器 参数优化 秋千原理 谐波平衡法
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 振动控制的分类8-11
• 1.3 摆振控制的研究现状11-16
• 1.4 本论文的主要工作16-18
• 2 摆动式动力吸振器18-35
• 2.1 吸振器结构18-20
• 2.1.1 动力吸振器模型18-19
• 2.1.2 摆动式动力吸振器模型19-20
• 2.2 理论解析20-25
• 2.2.1 振幅解析求解21-23
• 2.2.2 无量纲化处理23-25
• 2.3 动力吸振器参数优化设计25-31
• 2.3.1 参数影响分析26-28
• 2.3.2 最优频率比28-29
• 2.3.3 最优阻尼比 ?29-31
• 2.4.数值解模拟31-33
• 2.5.本章小结33-35
• 3 秋千的力学原理35-44
• 3.1 基于能量分析的荡秋千原理36-39
• 3.2 依据参数振动原理分析39-41
• 3.3 秋千力学原理在摆动控制中适用性分析41-43
• 3.3.1 基于能量分析的适用性41-42
• 3.3.2 依据参数振动分析的适用性42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 秋千原理在摆动振动控制中的应用44-59
• 4.1 动力学模型44-45
• 4.2 用谐波平衡法求解系统响应45-54
• 4.3 数值模拟54-58
• 4.3.1 系统谐波假设解的验证54-56
• 4.3.2 秋千原理用于摆动控制的效果56-57
• 4.3.3 数值解与理论解的比较57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 总结与展望59-60
• 5.1 论文总结59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-63
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 刘世清;秋千非线性参变共振解的简单推导[J];大学物理;2004年02期

2 武际可;从荡秋千说开去——漫话共振[J];力学与实践;2003年02期

3 孙志卓;王全娟;王付山;;一种主动电磁式动力吸振器的研究与设计[J];振动与冲击;2006年03期

4 张小龙;东亚斌;张晓钟;李雨田;;新型滚珠式多向动力吸振器的理论研究[J];振动与冲击;2012年01期

5 张小龙;东亚斌;何育民;;采用摆线包络线旋转曲面轨道滚珠式动力吸振器制振特性[J];振动与冲击;2013年22期

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本文编号：1013179