含有粘贴式压电作动器的锥壳结构振动主动控制研究

针对某卫星发射过程中所应用的适配器模型,利用4节点Mindlin板单元对其进行了有限元建模,将分布式压电作动器的影响作为动力学边界条件加入模型当中;试验数据与理论计算结果对比证明该方法能够满足精度要求,此外与通常的层合理论建模方法相比,该方法更加简洁,大大降低了计算量;利用基于独立模态空间控制的方法对锥壳结构进行了振动主动控制研究,仿真结果可以看出利用少数作动器即可达到理想的控制效果.由于控制器本身比较简单,具有很好的鲁棒性,因此对于实际工程应用具有非常重要的指导意义.     

桥梁连续型控制颤振理论研究

为了控制大跨桥梁的颤振,提出了能同时控制桥梁竖向、横向、扭转振动的三向控制器;并将其沿全桥主跨连续布置,提出了相应连续型控制颤振理论.以某大跨斜拉桥梁为实际工程背景,将连续控制器沿主跨连续布置,用优化被动控制理论和ANSYS软件,建立了全桥的有限元模型,通过对未安装控制器和安装不同参数控制器的桥梁有限元对比分析可知,连续型控制器能显著提高颤振临界风速.     

基于粒子群优化的动力设备主动振动控制研究

文章针对动力设备振动控制,利用比例-积分-微分(PID)和线性二次型调节器(LQR)最优控制理论,并引入粒子群优化算法,分别建立了PSO-PID和PSO-LQR主动振动控制器;分别从传递函数和状态空间方程2种角度出发,建立控制模型。数值结果表明,2种主动控制器均能有效降低动力设备传递至基础的峰值力,但PSO-LQR控制器对于体系稳定时态的控制效果明显优于PSO-PID控制器。对于实际工程,需要择优选取一种最适宜方法。针对主动振动控制中存在的时滞现象,对PSO-LQR控制器进行了含时滞研究,结果表明,随着时滞增加,传递至基础的峰值力与无时滞相比大幅增加,呈发散态势。     

基于准零刚度的被、主动混合控制研究

基于准零刚度原理,分别对负刚度(铰接连杆+水平预紧弹簧)、正负刚度并联体系(铰接连杆+水平预紧弹簧+竖向预紧弹簧)进行了理论研究,并对正负刚度并联实现准零刚度体系进行了有限元分析,在考虑给定弹簧预紧力前提下进行了模态和被动控制(无外界能源输入)效果分析,结果表明设计的准零刚度可以使体系达到较低的固有频率。为了进一步改善被动控制效果,考虑"被动控制+主动控制(有外界能源输入)"的混合控制,主动控制系统包括传感器、作动器和主动控制器,主动控制算法为PID,通过在ANSYS/APDL环境下嵌入主动控制模块实现了混合控制的有限元分析,结果表明混合控制可以大幅改善被动控制效果,为传统精密工程微振动控制提供了一种新思路。     

波浪作用下独墩码头振动作用及其控制方法研究

独墩码头在波浪作用下发生振动,长期振动作用导致结构出现永久变形。本文以独墩码头工程实例为研究对象,一方面通过现场踏勘与测试,获得了该独墩码头的振动加速度;另一方面依据实际结构尺寸建立有限元模型,考虑了软土地层的不同沉降量,运用有限元软件对独墩码头的四个工况进行了数值分析,并与现场实测结果进行了对比,表明有限元模型可以较好地模拟桩墩的实际振动情况。同时对独墩码头结构上架设横联来抑制振动的模型开展了数值计算,研究结果表明,由于独墩码头工程软土地层沉降造成桩的暴露段增加,从而导致在波浪作用下整体结构振动增大,通过架设横联可以有效地控制独墩码头的振动,具有重要的工程应用价值。     

采用LQR实现振动系统主动控制

应用LQR设计方法设计状态反馈最优调节器对两自由度振动系统进行主动控制，采用数值方法对设计结果进行仿真。结果表明，加入控制器的振动系统有较好的特性。     

结构振动的协同问题探讨

依据协同学基本原理，针对振动结构体系，对单自由度结构振动的自组织演化过程进行初步探讨，建立以质点位移为序参量的结构振动演化主方程，表述了，结构振动过程中主宰系统演化的序参量同快变量之间相互关联而又协同影响的复杂关系以及体系内部存在的反馈、耦合及非线性自组织演化过程。进而探讨了结构振动控制的方法，为结构控制工程实践提供了理论依据。     

压电智能结构振动控制的数值模拟

文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。     

一类多频线谱振动的主动控制方法

针对多频线谱振动提出一种新的主动控制方法--多通道解耦LMS自适应滤波方法.该方法以多个并行的LMS自适应滤波器结构和带通滤波器组成前馈控制器,带通滤波器对自适应滤波器进行解耦,以一个单自由度的减振器作为执行机构,对多个频率线谱振动进行主动减振.综合了LMS算法的快速性和频域自适应滤波的有效性,物理意义清晰,易于扩展.应用于国产某型机械式制冷机的主动减振,用B&K的PULSE 7700对现场调试结果进行分析,验证了该方法的有效性.     

FxLMS算法的实现及硬件在环仿真验证

目前FxLMS算法多侧重于算法自身特性研究和改进方面的理论研究,很少涉及算法在实际应用中的问题,而算法的实现是其从理论到实际工程应用的关键环节.振动主动控制通过次级通道产生的反向主动力来抑制噪声和振动,广泛应用的是滤波-x最小均方根(FxLMS)自适应算法.采用Level-2 S函数设计了FxLMS自定义模块,将其应用在一主动控制仿真中,仿真算例验证了自建模块的正确性.在保证稳定的前提下通过调整算法内部参数对该算法进行了性能分析.将控制算法代码下载到dSPACE中作为控制器,与内置压电作动器的齿轮主动结构组成硬件在环系统进行实验验证.结果表明:经过主动控制后的齿轮传动系统振动有了明显衰减,进一步验证了在Simulink环境下用Level-2 S函数实现FxLMS算法的正确性和用于振动主动控制效果的有效性.     

基于VB的电力机车牵引变压器分析软件开发

结合VB在界面设计和ANSYS,MATLAB在二次开发方面的优势,开发了牵引变压器通用的分析软件.研发人员只需在软件界面中填写结构参数和电气参数,参数与ANSYS的APDL命令流中的变量参数已构成对应关系,通过VB调用ANSYS分析软件,建立牵引变压器的有限元模型,再通过多次调用不同物理场的分析程序和后处理程序,即可完...     

基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究

本文对脆硬材料的超声振动辅助微磨削温度场有限元仿真进行研究。首先建立了超声振动辅助微磨削的能量分配比模型,基于能量分配比模型得到进入工件的热流量;其次,为验证理论解析模型,基于ANSYS建立了超声振动辅助微磨削的有限元模型,采用APDL语言对超声振动辅助微磨削温度场进行三维有限元仿真,仿真结果直观地揭示了三维温度场的形态特征和趋势规律。最后研究分析了不同磨削参数下石英玻璃磨削温度场的变化规律和边界尺寸效应。     

多点成形有限元参数化建模的研究

介绍了多点成形的基本原理、有限元参数化建模的流程和计算基本体高度的方法,利用ANSYS/APDL开发了多点成形有限元参数化建模程序,通过VC++编写了友好的参数输入界面,使得在进行多点成形数值模拟研究中仅需输入一些相关参数即能建立不同类型的有限元模型,即参数化建模,从而避免了很多繁琐的建立有限元模型的工作,并利用该程序分别建立了发动机罩以及轿车顶盖的多点成形有限元模型。     

基于ANSYS二次开发的焊接温度场前处理系统

要:针对大型应用软件ANSYS在进行有限元分析时存在重复建模缺点,基于VC与ANSYS的参数化设计语言APDL,对有限元前处理部分进行二次开发,编制出了管道焊接结构温度场的前处理系统.该系统封装了多种管道焊接结构建模以及不同焊接工艺的温度场分析过程的参数化命令流模板.通过友好直观的程序界面的操作,即可实现多种管道焊接结构的参数化建模、温度场数值模拟,从而提高了计算效率,保证了计算精度.并通过管道多层多道定位焊实例验证了该前处理系统的准确性及可用性.     

子模型法在小湾拱坝结构诱导缝及检查廊道中的应用

介绍了ANSYS软件子模型法的使用方法,说明了设置结构诱导缝的作用,并利用子模型法对小湾拱坝结构诱导缝进行有限元计算,使用APDL参数化语言进行相应的二次开发辅助计算,分析子模型法的适用场合及其优缺点.分析结果表明,用子模型法对结构物进行有限元分析,可以得到结构部分区域更加精确的数值解,大大降低了计算工作量,且有利于提高计算精度.     

大跨越输电塔线体系风振控制新策略

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运用MATLAB的线性矩阵不等式(LMI)工具箱设计了鲁棒H2/H∞的输出反馈控制策略,并结合改进的限幅最优(MCO)控制算法设计了H2/H∞_MCO半主动控制器.以汶河-青云大跨越输电塔线体系为工程背景,分别对其进行在无控制、调谐质量阻尼器+黏弹性阻尼器(TMD+VED)控制、铅芯橡胶阻尼器(LRD)控制、固定增量(FI)控制和H2/H∞_MCO控制下的风振响应数值计算.结果表明:H2/H∞_MCO控制策略对输电塔的位移、加速度和塔底内力的峰值和均方差的减振效果比TMD+VED、LRD及FI控制策略的都要显著.     

机器人用RV减速器曲柄轴弯曲应力分析

对RV减速器曲柄轴进行受力分析,提出曲柄轴弯曲应力分析的理论计算模型。基于有限元法,利用ANSYS APDL建立RV减速器装配体有限元分析模型,模型中考虑了关键零部件之间的接触,行星轮、曲柄轴承以及摆线轮的变形和曲柄轴承间隙,使曲柄轴弯曲应力分析更符合工程实际。对比分析理论计算结果和有限元分析结果,总结出每个曲柄轴最大弯曲应力发生的位置及曲柄轴弯曲应力的影响因素,为曲柄轴结构参数优化提供理论依据。     

小型单相同步发电机并列条件仿真分析

小型单相同步发电机并列控制器设计时,并列参数选择需要限制合闸后冲击电流不大于一定范围。通过建立小型单相同步发电机并列系统的场路耦合时步有限元模型,并采用ANSYS的APDL语言编制的计算软件,研究了两台单相同步发电机在不同并列参数差值下并列的暂态过程,得出在3个并列参数差值单因素及多因素作用下合闸后冲击电流的大小和变化规律,为单相同步发电机并列控制器设计提供了准确的并列条件。     

切割片减振降噪的优化设计

为了研究切割片在工作过程中的振动及噪声问题,基于有限元方法,借助于 ANSYS APDL有限元软件建立了切割片有限元模型;采用反转法施加载荷,简化模型及分析过程,在振动特性分析中,得出调整切割片结构参数可以降低切割片振动幅度的结论;基于振动能量与速度的平方关系,以测试点的速度平方和为目标函数,设计了优化程序对切割片模型进行调整优化,获得了一组最优调整数据,为实际生产提供了参考依据。