磁流变阻尼器多目标靶向抑制四跨转子轴系过临界转速振动实验研究

针对四跨转子轴系过临界转速易发生振动过大且各跨转子之间耦合振动复杂的问题,研究了基于磁流变阻尼器的多目标靶向在线振动控制方法。搭建四跨转子轴系实验台,设计新型磁流变阻尼器并应用于自主开发的多目标靶向在线控制系统。模拟试车过程,研究了通入磁流变阻尼器内不同大小电流时,四跨转子轴系各跨转子振动的变化情况;由于四跨转子轴系过临界转速时耦合振动剧烈,因此提出基于转速的多目标靶向在线控制方法,采用在轴系中各跨转子临界转速附近开启、非临界转速关闭阻尼器的靶向分段控制策略,来实现在线抑制转子轴系过各阶临界转速时的振动。结果表明：磁流变阻尼器能抑制各跨转子过临界转速时的振动,且电流较大时抑振效果较好;应用带有多目标靶向在线控制系统的磁流变阻尼器能使四跨转子轴系在全转速范围振动较小,运行平稳。     

被动式电磁阻尼器的实验研究

提出了一种无须控制、采用直流电工作的被动式电磁阻尼器。通过实验研究了该阻尼器通以不同电流时对转子系统瞬态和稳态振动的抑振效果。结果表明,被动式电磁阻尼器设计思路可行,抑振效果明显,性能可靠,有推广应用前景。     

挠性转子系统振动时延控制系统

研究了参数不确定转子系统振动时延控制器的设计方法，首先提出时延控制方法的基本思想，导出了转子系统时延控制算法，然后提出了电磁阻尼器时延控制器的设计准则和参数选择方法，最后给出了相应的算例。     

双磁流变阻尼器对转子系统振动抑制实验研究

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大问题，搭建双磁流变阻尼器转子实验台模拟试车过程。在不改变转子原有支撑形式的情况下，于转轴两端分别安装一台自主设计的磁流变阻尼器，并提出一种基于转速的双阻尼器开关控制策略，通过实验对比研究了不同数量阻尼器及阻尼器位于不同位置时对转子系统振动的影响规律。实验结果表明，单阻尼器作用可抑制转子振动58.70%，而双阻尼器抑制转子振动可达72.77%；随着阻尼器距离转盘中心距离不断缩小，振动幅值随之减小，振动降幅最大可达84.10%。     

挠性转子系统振动时延控制研究

研究了参数不确定转子系统振动时延控制器的设计方法.首先提出时延控制方法的基本思想，导出了转子系统时延拉制算法，然后提出了电磁阻尼器时延控制器的设计准则和参数选择方法，最后给出了相应的算例.     

硫流变液阻尼器—转子系统的振动特性实验研究

在小型转子实验台上研究了磁流变液阻尼器－－转子系统的振动特性,实验发现,当机座支承刚度明显不同时,用相对位移测量得到的转子系统的振动幅频曲线也具有明显差异,磁流变液阻尼器的刚度和转子系统的临界转速都随施加磁场强度的增加而明显增大。     

可控被动式电磁阻尼器的原理及初步实验研究

高速旋转机器的振动问题是一个比较突出且难以解决的问题。这类机器的转速高,都在超过临界乃至几阶临界转速以上运行。因此为了保证其安全运行,除了保证仔细的设计和精确的制造安装外,通常还使用阻尼器以减小振动。挤压油膜阻尼器和电磁阻尼器就是两种常用的阻尼器。本文设计了一种新的可控型被动式电磁阻尼器。⒈可控型被动式电磁阻尼器的结构和工作原理图1为可控被动式电磁阻尼器的示意图。它没有位移传感器。其结构与挤压油膜阻尼器类似:旋转机械的转子⑴通过滚动轴承⑵或滑动轴承支承在铁芯⑶上。该铁芯再通过弹簧⑷支承在机座⑸上。弹…     

磁流变液阻尼器-柔性转子系统的力学模型(I):单盘悬臂转子

从Bingham模型出发，推导出用于转子振动控制的剪切式磁流变液阻尼器的阻尼力计算公式；利用Langrange方程建立了磁流变液阻尼器－单盘悬臂柔性转子系统的运动微分方程，为转子系统动力持性的理论分析奠定基础。     

磁流变阻尼器主动控制四跨转子轴系振动研究

针对四跨八支撑(2 N)和四跨五支撑(N+1)转子轴系通过临界共振区时振动过大的问题,设计了基于模糊比例-积分-微分(PID)主动控制的磁流变阻尼器;搭建2 N及N+1支撑四跨转子实验台,对比分析两种支撑方式的轴系振动特性,并将阻尼器引入轴系中,研究其对转子系统的振动控制效果.结果表明:N+1支撑轴系耦合较2 N支撑轴系强烈,易激起相邻转轴的振动.模糊PID控制程序可根据转子的振幅变化实时为阻尼器提供合适的控制电流,阻尼器可以有效抑制2 N及N+1支撑四跨转子轴系的振动,使轴系振幅控制在目标值范围内.     

磁流变液对转子系统的影响规律实验研究

针对磁流变阻尼器能够通过变刚度和变阻尼实现半主动控制,搭建单跨转子实验台,将磁流变阻尼器作为辅助装置安装于转子跨内,通过实验研究阻尼器内磁流变液对转子系统的影响规律。结果表明,阻尼器通电状况下,使用的磁流变液质量比较小,即铁粉占比较大时,阻尼器可等效为刚性支撑,为转子提供刚度,并改变其临界转速;阻尼器使用的磁流变液质量比增大到一定程度时,阻尼器为转子提供阻尼,能有效抑制转子振动;质量比继续增大,则振动降幅随之减小;磁流变液所用硅油黏度增大时,阻尼器对转子系统振动的抑制作用增强。     

磁悬浮轴承系统不平衡振动控制的方法

针对磁悬浮磨床电主轴系统中存在的同步振动问题 ,通过计算机仿真和实验 ,研究了 2种处理方法 :力自由控制和开环前馈控制。在力自由控制中 ,控制环节对同频振动分量不加以响应。在开环前馈控制中 ,由不同于主控制器的前馈控制环节对同频振动分量进行处理 ,其结果叠加到主控制器的输出中。计算机仿真和实际的实验结果均表明 ,这2种方法对提高系统性能具有明显的效果。该研究对于磁悬浮轴承系统不平衡振动的控制具有重要意义。     

双重驱动平面并联机器人的振动控制

为了实现柔性机器人的高速高精度控制,抑制高速运动中的残余振动,提出一种新颖的柔性机器人机构,并基于双重驱动的思想研究了其振动抑制问题。以直线伺服电机作为机器人的主驱动源,实现高速精密点位控制,并采用脉冲整形技术减小末端残余振动;以压电陶瓷作为从驱动源,采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验结果表明:采用输入指令整形减振技术和压电陶瓷相结合的抑振策略,系统稳定时间缩短80%以上,双重驱动的抑振策略实现了高速高精度的运动控制。     

柔性结构的自组织模糊主动振动控制

提出一种在线自组织模糊逻辑控制器的设计,该设计应用于含压电驱动器柔性结构的振动控制中,不需建模,可用输入／输出历史数据生成模糊规则,将生成的规则存储在模糊规则库中,通过自组织过程进行在线更新、同时对悬臂梁分别在瞬态和正弦激振下的模糊主动控制进行了仿真实验,结果表明,该控制器对上述两种激励的振动比传统模糊控制器有更明显的抑制作用。     

位置/力的自学习混合控制及其应用

综合了Raibert和Craig提出的机器人位置/力的Hybrid Control及Yoshikawa提出的机器人动态混合控制算法的基本思想,针对作业环境及其力学扰动难以辨识及机构振动等问题,提出了基于机器人装配作业的PI自学习混合控制方法,并根据此方法实现了三自由度机器人的圆柱二维插入作业。实验结果表明,该方法可以有效地实现机器人的销孔装配作业并抑制或缓冲机构的振动现象。     

观测器在机器人抑振控制中的应用

分析机器人约束运动中外界干扰引起的振动问题，并用观测器构成状态反馈最优控制系统。该系统用于一个三自由度的机器人插孔实验表明，引入观测器以后，基本上消除了插入过程的振动现象。     

四跨转子应用调谐质量吸振器抑制临界转速振动实验研究

为解决多跨串联转子在升速降速过程中经过转子的临界转速区域会产生严重振动的问题,设计了一种新型质量调谐吸振器,搭建了四跨转子实验台并进行了实验研究。根据转速信号对四跨转子轴系进行有开关控制吸振器的振动控制研究,在转子过临界时吸合相应转子上吸振器的电磁铁,使吸振器的固有频率与转子临界转速对应的频率一致。结果表明,新型调谐质量吸振器能够有效抑制四跨转子过临界时的振动,同时避免了由吸振器产生的新共振对转子的影响,使四跨转子轴系在全转速范围内保持较低的振动幅值。     

中腹摆弹臂的递归学习输入成形振动抑制方法

改变传统大口径舰炮旁侧路的复杂供弹模式,提出了一种应用中心单线摆弹机理的中腹供弹方式,针对中腹摆弹机构的动力特性分析,在摆弹臂变形场的描述中计及了纵向变形的二次耦合项,建立了中腹摆弹臂的一次近似刚-柔耦合动力学模型;并提出了基于一次近似理论的递归学习输入成形控制方法,联合PD反馈控制对中腹摆弹臂残余振动的抑制进行了研究,通过对不同射角下中腹摆弹臂残余振动控制的数值仿真,表明递归学习输入成形方法对大变形情况下中腹摆弹臂的振动具有显著的抑制效果.      

内燃机燃烧学国家重点实验室试车台振动控制设计

针对内燃机燃烧学国家重点实验室试车台的隔振设计和振动控制，进行理论探讨和实践尝试，采用了可在工程设计中参考的一整套设计计算方法及相应的构造措施，结果表明：试车台结构的振动，是包含很多谐波的谐和振动，其谐波的频率与其中最低频率成倍数关系，内燃机在燃烧运行过程中的振动，是包含偶数谐波的周期性振动，其波形对最大振幅而言，具有非对称的特点经实际工程计算，试车台最不利干扰力为水平向的，为对内燃机试车台结构进     

分布参数柔性梁的建模与振动边界控制

研究了一类具有未知扰动和变张力柔性梁的二维振动控制问题。柔性梁式结构属于典型的无穷维分布参数系统,其动力学模型由一组偏微分方程(PDEs)和一组用常微分方程(ODEs)混合构成。为了避免控制溢出和实现二维振动控制,基于柔性梁原始无穷维分布参数模型,结合边界控制技术和Lyapunov直接法,设计了纵向和横向二维PD(Proportional Derivative)控制器用以抑制柔性梁的振动,设计的PD控制器简单可行且独立于系统参数,因此具有较好的实时性和鲁棒性。其后利用经典的Lyapunov直接法对柔性梁系统的稳定性和一致有界性进行了证明。最后对所设计控制方法的有效性进行了仿真验证。     

Neuro-Sliding-Mode Control of Flexible-Link Manipulators Based on Singularly Perturbed Model

A neuro-sliding-mode control (NSMC) strategy was developed to handle the complex nonlinear dynamics and model uncertainties of flexible-link manipulators. A composite controller was designed based on a singularly perturbed model of flexible-link manipulators when the rigid motion and flexible motion are decoupled. The NSMC is employed to control the slow subsystem to track a desired trajectory with a traditional sliding mode controller to stabilize the fast subsystem which represents the link vibrations. A stability analysis of the flexible modes is also given. Simulations confirm that the NSMC performs better than the traditional sliding-mode control for controlling flexible-link manipulators. The control strategy not only gives good tracking performance for the joint angle, but also effectively suppresses endpoint vibrations. The simulations also show that the control strategy has a strong self-adaptive ability for controlling manipulators with different parameters.