主动转动惯量驱动系统用于悬吊结构摆振控制的方法研究(Ⅰ):理论建模和试验验证

作     者：张春巍 王昊 ZHANG Chun-wei;WANG Hao

作者机构：青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2021年第34卷第1期

页      面：20-28页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFE0112400) 国家自然科学基金资助项目(51678322)。 

主　　题：振动主动控制 悬吊结构 摆振控制 主动转动惯量驱动系统 振动台试验 

摘      要：提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID),该系统通过伺服电机驱动转动惯性质量的回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩。首先针对ARID控制系统,基于拉格朗日原理建立了平面内悬吊结构在吊点激励下运动控制的分析模型,基于分析模型进行主动控制LQR算法系统匹配推导,然后利用Simulink对ARID系统控制效果进行了数值模拟计算,并通过与TRID装置对比,对ARID系统的有效性进行了分析。最后设计了ARID振动台试验系统,对结构的控制效果进行了试验验证。试验结果验证了理论建模和主动控制LQR算法与系统匹配的合理性,表明ARID系统对悬吊结构摆振控制具有很好的控制作用,理论建模和试验验证为ARID系统的深入研究和应用奠定了理论基础。