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时滞反馈控制扭转振动系统的振动

物理学报 2011年第11期60卷 409-417页

作者：赵艳影李昌爱南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

研究了采用时滞反馈来控制扭转振动系统的振动问题.在一个带有非线性动力吸振器的扭转振动系统中,采用时滞反馈来控制主系统的振动.研究了反馈增益系数和时滞对主系统振动的影响.研究结果表明,对某一固定的反馈增益系数,存在时滞的某段... 详细信息

研究了采用时滞反馈来控制扭转振动系统的振动问题.在一个带有非线性动力吸振器的扭转振动系统中,采用时滞反馈来控制主系统的振动.研究了反馈增益系数和时滞对主系统振动的影响.研究结果表明,对某一固定的反馈增益系数,存在时滞的某段调节区间,可以通过调节时滞来抑制主系统的振动.在时滞的调节区间内存在一个最佳点,主系统的振动被抑制到最小值.可以同时调节反馈增益系数和时滞两参数,当反馈增益系数和时滞都调节到最佳值时,主系统振动的振幅由0.24减小到0.03,取得了很好的减振效果.

关键词：时滞反馈扭转振动减振

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时滞反馈控制在自参数动力吸振器中的作用

固体力学学报 2007年第4期28卷 347-354页

作者：赵艳影徐鉴同济大学航空航天与力学学院上海200092

采用时滞状态反馈来控制自参数动力吸振器减振系统中主系统的振动.系统在简谐激励作用下,采用多尺度方法得到了主共振和1∶2内共振同时发生时系统运动方程的解析解.主要分析了反馈增益系数和时滞对自参数振动系统减振的作用.结果表明,... 详细信息

采用时滞状态反馈来控制自参数动力吸振器减振系统中主系统的振动.系统在简谐激励作用下,采用多尺度方法得到了主共振和1∶2内共振同时发生时系统运动方程的解析解.主要分析了反馈增益系数和时滞对自参数振动系统减振的作用.结果表明,对某一反馈增益系数,存在时滞的某段减振区间,当时滞在该区间调节时,可以减小自参数振动系统中主系统的振动.并且在时滞的减振区间里,存在一个'最大减振点',可以在该反馈增益系数下最大程度的减小主系统的振动.分析还表明,当反馈增益系数和时滞调节到最优值时,主系统的振动最多可以比自参数动力吸振器减振系统减小90%左右.

关键词：时滞反馈自参数动力吸振器时滞减振

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负刚度时滞反馈控制动力吸振器的反共振优化

振动与冲击 2022年第4期41卷 4-13,35页

作者：代晗赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

提出一种含接地负刚度弹簧的时滞动力吸振器的反共振峰最小优化方法。首先,研究的模型不考虑时滞位移控制和主系统的阻尼,利用固定点理论得到接地负刚度系统的最优结构参数。其次,考虑优化调节负刚度系数,利用反共振峰最小准则,把反共... 详细信息

提出一种含接地负刚度弹簧的时滞动力吸振器的反共振峰最小优化方法。首先,研究的模型不考虑时滞位移控制和主系统的阻尼,利用固定点理论得到接地负刚度系统的最优结构参数。其次,考虑优化调节负刚度系数,利用反共振峰最小准则,把反共振点幅值控制在给定的足够小的范围内,得到一组最优结构参数,使调控的反共振频率频带最宽。接着,调节主系统的阻尼系数,得到最终的一组最优结构参数。最后,通过幅频响应和时间历程响应曲线证明了反共振峰最小准则的正确性,并且将该研究结果与其他两种等峰优化的吸振器模型的减振效果进行对比,证明了接地负刚度时滞动力吸振器减振效果的优越性。

关键词：负刚度反共振点时滞反馈控制动力吸振器

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负刚度时滞反馈控制动力吸振器的等峰优化

力学学报 2021年第6期53卷 1720-1732页

作者：代晗赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

相比于传统动力吸振器,负刚度动力吸振器同时具有更好的减振能力和更宽的有效减振频带宽度,为了进一步降低共振峰幅值,在负刚度吸振器系统耦合时滞反馈控制.对负刚度时滞反馈控制动力吸振器系统进行等峰优化设计,优化设计的准则是:第一... 详细信息

相比于传统动力吸振器,负刚度动力吸振器同时具有更好的减振能力和更宽的有效减振频带宽度,为了进一步降低共振峰幅值,在负刚度吸振器系统耦合时滞反馈控制.对负刚度时滞反馈控制动力吸振器系统进行等峰优化设计,优化设计的准则是:第一和第二共振峰的峰值相等;同时兼顾两个目标,一个目标是在优化时的最大共振峰幅值小于被动负刚度吸振器系统的反共振峰幅值,另一目标是在优化时共振峰幅值与反共振峰幅值差小于被动吸振器系统.接着,通过设计和调节负刚度系数、吸振器阻尼系数和时滞反馈控制系数对控制系统进行等峰优化设计.最后,在降低幅值的同时,分析结构参数对有效减振频带宽度的影响.经过等峰优化之后,选择本文的一组结构参数与两个典型的模型进行对比.为了定量比较不同模型的降幅效果,定义了减幅百分比,研究发现在有效减振频带区间内减幅百分比超过40%以上.结果表明,通过等峰优化准则对结构参数进行优化设计和调节增益系数和时滞量,共振峰幅值的减幅百分比也近似达到40%,也可以调节增益系数和时滞量,使得幅频响应曲线具有较宽的有效减振频带和较低的共振峰幅值与反共振峰幅值的差值.

关键词：负刚度等峰优化时滞反馈控制动力吸振器频带宽度

一种含惯容的接地刚度时滞反馈动力吸振器的多目标优化设计

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振动与冲击 2023年第23期42卷 133-143页

作者：杨柳青赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

惯容和接地刚度可以通过改变振动系统的固有频率对系统的一部分振动起到抑制作用,在被动控制系统中耦合时滞反馈主动控制是一种相对操作简单且有效的振动主动控制技术。通过对含惯容的接地刚度时滞反馈动力吸振器系统进行多目标优化设计... 详细信息

惯容和接地刚度可以通过改变振动系统的固有频率对系统的一部分振动起到抑制作用,在被动控制系统中耦合时滞反馈主动控制是一种相对操作简单且有效的振动主动控制技术。通过对含惯容的接地刚度时滞反馈动力吸振器系统进行多目标优化设计,通过对系统结构参数和控制参数进行优化,实现了对主系统共振峰幅值、反共振峰幅值、反共振频带对称性的有效控制;首先,通过固定点理论得到接地刚度系统的最优结构参数;其次,通过特征根的簇处理(cluster treatment of characteristic roots, CTCR)方法对控制系统进行稳定性分析,得到振动系统稳定的反馈增益系数和时滞控制参数的稳定区域;再次,在满足优化准则的前提下,根据反共振频带的对称性得到最优惯容比;最后,结合最优结构参数和准则,得到满足优化目标的控制参数区域。研究表明,针对任意一个外激励频率,在控制参数区域内存在一对反馈增益系数和时滞的最优参数,能够将主系统的振幅抑制到最小值;幅频响应曲线和时间历程响应曲线的数值模拟结果与解析结果吻合,证明了结果的可靠性;研究结果为时滞主动控制动力吸振器的优化和设计提供了理论依据。

关键词：动力吸振器惯容接地刚度时滞反馈控制多目标优化

基于时滞半主动控制的起落架摆振反共振峰优化

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振动与冲击 2023年第8期42卷 341-350页

作者：李非凡赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

考虑在飞机起落架上加装磁流变减摆器并考虑摆振过程中存在的时滞问题,利用时滞半主动控制来达到降幅优化的目的。首先,为了排除量纲的影响使得到的结果更能描述客观普遍规律,对摆振方程组无量纲化处理后分析了无量纲磁流变阻尼器阻尼... 详细信息

考虑在飞机起落架上加装磁流变减摆器并考虑摆振过程中存在的时滞问题,利用时滞半主动控制来达到降幅优化的目的。首先,为了排除量纲的影响使得到的结果更能描述客观普遍规律,对摆振方程组无量纲化处理后分析了无量纲磁流变阻尼器阻尼系数对摆振振幅的影响;然后,为了进一步降低幅值,设计优化准则将反共振峰幅值限制在足够小的范围内。在摆振方程组中引入时滞半主动控制项,提出了一种求解时滞动力学方程的特征方程的数学方法,利用时滞半主动控制可将反共振峰幅值控制在较低水平且几乎消除了第二个共振峰。最后,在频域和时域上做了验证与对比分析,证明了计算的正确性和时滞半主动控制减振效果的优越性。

关键词：摆振时滞半主动控制反共振峰优化

时滞耦合质量摆动力吸振器减振系统的等峰优化理论与实验

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力学学报 2023年第4期55卷 954-971页

作者：王长利赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

摆式调谐质量阻尼器因其便于安装、维修、更换,且经济实用,广泛应用于结构减振.它通过将摆的自振频率调谐到接近主系统的控制频率,使摆产生与主系统相反的振动,从而抑制或消除主系统的振动.本文通过对主系统无阻尼的被动减振系统和主系... 详细信息

摆式调谐质量阻尼器因其便于安装、维修、更换,且经济实用,广泛应用于结构减振.它通过将摆的自振频率调谐到接近主系统的控制频率,使摆产生与主系统相反的振动,从而抑制或消除主系统的振动.本文通过对主系统无阻尼的被动减振系统和主系统有阻尼的时滞反馈主动减振系统进行多目标优化设计,实现了对主系统幅频响应曲线的等峰控制和共振峰与反共振峰差值的有效控制.首先,建立了时滞耦合质量摆动力吸振器减振系统的力学模型和振动微分方程,通过对主系统无阻尼的被动减振系统进行等峰优化,获得了减振系统的最优频率比和质量摆的最优阻尼比.对于主系统存在阻尼的被动减振系统,在该优化参数下主系统的幅频响应曲线等峰优化失效.其次,对于主系统存在阻尼的时滞反馈优化控制系统,采用CTCR方法得到了反馈增益系数和时滞的稳定区域.在保证系统稳定的前提下,通过调节反馈增益系数和时滞量两个控制参数能够实现对主系统幅频响应曲线的等峰控制.再次,对共振点处主系统振幅放大因子时滞敏感度和反馈增益系数敏感度进行分析,表明共振点幅值对反馈增益系数比对时滞更为敏感.最后,通过实验分别在频域和时域内对理论结果进行了验证.研究表明,通过采用时滞反馈对摆式调谐质量阻尼减振系统进行等峰优化控制,在较宽的频率区间内抑制了主系统的振幅;通过控制共振峰和反共振峰的差值,保证了幅频响应曲线的平坦性.

关键词：时滞反馈控制等峰优化摆式调谐质量阻尼器多目标优化敏感性分析

复合材料夹杂双层粘弹性材料的应变能和阻尼性能分析

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工程力学 2010年第3期27卷 212-216页

作者：杨加明钟小丹赵艳影南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

分析了复合材料夹杂双层粘弹性阻尼材料组成的对称夹层板的线性弯曲,其中夹杂的粘弹性阻尼材料作为各向同性材料处理。既考虑面内应变能又考虑横向切应力应变能,用Ritz法研究各应力分量的应变能。以四边夹紧为边界条件的方板为例,计算... 详细信息

分析了复合材料夹杂双层粘弹性阻尼材料组成的对称夹层板的线性弯曲,其中夹杂的粘弹性阻尼材料作为各向同性材料处理。既考虑面内应变能又考虑横向切应力应变能,用Ritz法研究各应力分量的应变能。以四边夹紧为边界条件的方板为例,计算并分析了复合材料层和粘弹性层的应变能以及复合结构的损耗因子。结果表明:复合材料层中的面内应变能占主要地位;粘弹性层中的xz方向和yz方向的切应力应变能较大;芯层的应变能很小。

关键词：复合材料阻尼分析 Ritz法粘弹性层应变能

利用时滞控制非线性饱和控制减振系统减振频带漂移

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固体力学学报 2010年第3期31卷 217-227页

作者：赵艳影徐鉴严志刚南昌航空大学土木建筑学院南昌330063 同济大学航空航天与力学学院上海200092 南昌航空大学航空与机械工程学院南昌330063

主要研究非线性饱和控制减振系统中由于内共振频率偏差引起的减振频带的漂移问题,在该减振系统中考虑时滞对振动系统减振频带漂移以及减振频带宽度的影响,从而利用时滞来控制系统减振频带的漂移问题.采用多尺度方法得到了主共振和1:2内... 详细信息

主要研究非线性饱和控制减振系统中由于内共振频率偏差引起的减振频带的漂移问题,在该减振系统中考虑时滞对振动系统减振频带漂移以及减振频带宽度的影响,从而利用时滞来控制系统减振频带的漂移问题.采用多尺度方法得到了主共振和1:2内共振同时发生时系统运动方程的解析解.研究结果表明,对原始的无时滞减振系统,由于内共振频率偏差的存在,使得系统的减振频带向主共振点上、下两个方向漂移,并且内共振频率偏差的绝对值越大减振频带漂移的程度也越大,使得减振频带的分布不合理,造成主共振点附近减振效果明显下降.然而,根据内共振频率偏差的变化,适当调节系统中的时滞参数,可以消除减振频带的漂移,同时又能够增大减振频带的宽度.研究还表明,内共振频率偏差的绝对值越大时滞对消除减振频带漂移以及增大减振频带宽度的作用越显著.论文结论对于非线性振动系统的结构振动控制在定性和定量方面都具有参考价值.

关键词：时滞非线性饱和控制频带漂移内共振频率偏差