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地基中混凝土排桩主动隔振研究

地震工程与工程振动 2024年第3期44卷 164-173页

作者：刘晶磊陈岩陈丰泽李秀欣梅名彰尹姜鳗河北建筑工程学院河北张家口075000 河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室河北张家口075000 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室(石家庄铁道大学) 河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为了探究地基中设置混凝土排桩后,排桩的各参数变化对近场主动隔振的影响规律,在有限元软件中建立与试验场地一致的三维有限元模型,通过计算与分析验证了有限元计算结果的有效性;参考TB 10621—2014《高速铁路设计规范》建立了足尺寸的... 详细信息

为了探究地基中设置混凝土排桩后,排桩的各参数变化对近场主动隔振的影响规律,在有限元软件中建立与试验场地一致的三维有限元模型,通过计算与分析验证了有限元计算结果的有效性;参考TB 10621—2014《高速铁路设计规范》建立了足尺寸的有限元模型,分析在列车荷载作用下排桩的各参数变化对隔振效果的具体影响规律。研究结果表明:桩长参数对隔振效果影响较为明显,随着参数增大,隔振效果越理想,当桩长参数为10.5以后,继续增加比值,隔振效果提升不显著;随着桩间距参数越大,隔振效果越不理想,较小的桩间距可获得理想的隔振效果;埋深参数对隔振效果影响显著,参数越大,隔振效果越不理想,当参数为3.5时,隔振效果已很不理想,较浅埋深能获得较理想的隔振效果。

关键词：混凝土排桩主动隔振有限元列车荷载

基于FPGA的主动隔振载荷检测系统的设计与实现

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电子测量技术 2024年第4期47卷 165-171页

作者：金奇益谢永贾建军中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

随着空间精密载荷对星上振动要求的提高,主动隔振载荷在对敏感载荷进行微振动抑制方面的重要性逐渐凸显。为实现低频、小振幅微振动的采集和抑制功能,以满足载荷所需的振动环境要求,本文设计了一个基于FPGA主控板卡和Qt上位机软件的检... 详细信息

随着空间精密载荷对星上振动要求的提高,主动隔振载荷在对敏感载荷进行微振动抑制方面的重要性逐渐凸显。为实现低频、小振幅微振动的采集和抑制功能,以满足载荷所需的振动环境要求,本文设计了一个基于FPGA主控板卡和Qt上位机软件的检测系统。通过FPGA控制多路Δ-Σ模数转换器完成微振动信号的同步采集、指令协议的解析、PID控制算法的实现以及驱动控制信号的输出,同时设计了上位机软件实现对遥测信号的实时数显和频谱分析。系统经过集成联调,对主动隔振载荷的实时遥测功能和隔振控制性能进行了测试。结果表明,加速度幅度谱密度积分从1.73×10^(-6) g降至1.41×10^(-7) g,隔振抑制比达到-25 dB,实现了良好的微振动抑制效果,验证了本系统能够满足主动隔振载荷的微振动抑制需求。

关键词：主动隔振 FPGA 实时遥测多通道采集 PID控制

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微振动模拟与主被动隔振一体化实验平台

光学精密工程 2024年第5期32卷 694-703页

作者：秦超周洪海贺帅徐振邦朱赫中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 中国科学院空间光学系统在轨制造与集成系统重点实验室吉林长春130033

针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求,设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台,并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中,被动隔振由气浮支撑实现,主动隔振... 详细信息

针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求,设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台,并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中,被动隔振由气浮支撑实现,主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰,微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明,平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz,被动隔振系统能大幅抑制10~200 Hz频段内的地面微振动;主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱,在特定频谱的扰动模拟实验中,幅值最大误差为5.9%,在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。

关键词：微振动实验有限元分析主动隔振被动隔振微振动模拟

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多功能并联式六轮足救援机器人

机械工程学报 2024年

作者：刘尚非王军政刘冬琛赵江波沈伟汪首坤北京理工大学伺服运动系统驱动与控制工信部重点实验室

针对重大自然灾害救援任务对高机动、大负载和长续航移动机器人平台的需求，提出了多功能并联式六轮足救援机器人。设计了具有气平衡传动连杆的轮腿结构以增强负载能力；采用了高功率密度电池和燃油发电机混合供电的动力系统以提升续航... 详细信息

针对重大自然灾害救援任务对高机动、大负载和长续航移动机器人平台的需求，提出了多功能并联式六轮足救援机器人。设计了具有气平衡传动连杆的轮腿结构以增强负载能力；采用了高功率密度电池和燃油发电机混合供电的动力系统以提升续航能力；搭载了属具可更换的7自由度机械臂以应对搬运、破拆等多种任务需求；搭建了多传感器融合的环境感知平台和基于5G通信网络的远程操作控制平台以实现远程人机交互控制。设计了足式和轮式运动模态以满足机器人的基本运动需求，针对复杂、恶劣的地形条件，设计了变机身高度、变支撑面的轮腿复合运动模态。基于机身动力学模型设计了姿态平稳最优控制器，配合机身高度控制器和足端力跟踪控制器实现了轮腿复合运动时的主动隔振控制。通过气平衡节能测试验证了气平衡传动连杆的节能效用；通过越障、跨沟和主动隔振试验，分别验证了机器人在应对障碍物、沟壑时的越障能力和在斜坡、崎岖地形下的运动稳定性，为机器人应对灾区恶劣环境、完成救援任务奠定了基础。

关键词：轮足机器人气平衡轮腿复合运动主动隔振

基于LPV的主动隔振平台单支腿鲁棒控制器设计

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北京航空航天大学学报 2023年第7期49卷 1796-1801页

作者：唐育聪朱庆华刘付成曹赫扬上海航天控制技术研究所上海201109

利用控制力矩陀螺(CMG)实现敏捷姿态机动控制时,保证机动过程控制输出力矩快速响应的同时,还需要保证机动到位后有效隔离CMG的机械振动以实现高稳定度姿态控制。针对控制CMG主动隔振平台,将控制CMG外框角速度作为变参数,提出单支腿主动... 详细信息

利用控制力矩陀螺(CMG)实现敏捷姿态机动控制时,保证机动过程控制输出力矩快速响应的同时,还需要保证机动到位后有效隔离CMG的机械振动以实现高稳定度姿态控制。针对控制CMG主动隔振平台,将控制CMG外框角速度作为变参数,提出单支腿主动隔振平台控制器的一种基于线性变参数(LPV)控制设计实现方法,通过与其他主动隔振控制方法性能比较分析,所提方法在兼顾敏捷姿态机动期间和机动到位后对主动隔振平台不同的力学传递要求方面有更好的性能。

关键词：控制力矩陀螺主动隔振姿态机动线性变参数鲁棒控制

综合大质量偏心与弹簧横向刚度超静主动隔振平台动力学解耦控制研究

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振动与冲击 2023年第1期42卷 1-9页

作者：杨鸿杰代锋刘磊李新国西北工业大学航天学院西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室西安710072 中国空间技术研究院西安分院西安710000

针对载荷大质量偏心和弹簧横向刚度诱发超静主动隔振平台多自由度动力学耦合问题,研究隔振平台动力学耦合特性和解耦隔振控制方法。首先,综合载荷质量偏心和弹簧横向刚度的影响建立主动隔振平台多自由度耦合动力学模型。随后,根据所建... 详细信息

针对载荷大质量偏心和弹簧横向刚度诱发超静主动隔振平台多自由度动力学耦合问题,研究隔振平台动力学耦合特性和解耦隔振控制方法。首先,综合载荷质量偏心和弹簧横向刚度的影响建立主动隔振平台多自由度耦合动力学模型。随后,根据所建立的模型分析动力学耦合下主动隔振平台的扰动传递特性,推导耦合谐振频率与弹簧刚度、载荷质量偏心之间的解析关系。最后,给出模态空间下隔振平台动力学解耦控制方法,开发基于音圈电机的主动隔振实验平台,通过实验验证动力学模型的准确性和模态解耦隔振控制方法的有效性。

关键词：主动隔振微振动模态变换动力学耦合解耦控制

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不同直径的水平排桩隔振效果的试验研究

河北建筑工程学院学报 2024年第2期 33-36页

作者：李秀欣曹晋源刘晶磊河北建筑工程学院

为了研究桩径对桩隔振效果的影响，采用控制变量法，对水平排桩的减振效果进行了分析。在此基础上，得到了如下结论：混凝土桩可以有效地隔绝振动波。在桩径相同条件下，随着控制点至振源距离的增大，振幅降低比Ar值会逐渐减小，但距离... 详细信息

为了研究桩径对桩隔振效果的影响，采用控制变量法，对水平排桩的减振效果进行了分析。在此基础上，得到了如下结论：混凝土桩可以有效地隔绝振动波。在桩径相同条件下，随着控制点至振源距离的增大，振幅降低比Ar值会逐渐减小，但距离增大到700mm之后再增大，振幅降低比Ar值会逐渐增大，由此说明距离振源的远近影响隔振效果。隔振最优区域在550mm～850mm之间。排桩的桩径由50mm增加到100mm,Ar的最小值由0.37减小到0.192,即表示桩的隔振效果提高了48%;桩径由100mm增加到150mm,Ar的最小值由0.192减小到0.141,即表示桩的隔振效果提高了26%。说明在桩间距不变的条件下，随着桩径的增大，排桩的隔振效果逐渐增强。

关键词：主动隔振桩径试验研究振幅降低比

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列车荷载作用下混凝土排桩主动隔振研究

噪声与振动控制 2023年第4期43卷 235-242,279页

作者：刘晶磊刘佳凡夏彬周玮浩梅名彰尹姜鳗河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000 河北建筑工程学院河北省土木工程诊断、改造与抗灾实验室河北张家口075000 河北建筑工程学院河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心河北张家口075000 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

为了研究混凝土排桩作为地基中主动隔振屏障时,桩屏障后地基深处隔振变化规律,运用有限元软件建立轨道-路基-地基三维模型;以振幅降低比作为隔振效果评价指标,将排桩的桩长、埋深及桩间距作为影响地基深处隔振效果的研究变量,分析结果表... 详细信息

为了研究混凝土排桩作为地基中主动隔振屏障时,桩屏障后地基深处隔振变化规律,运用有限元软件建立轨道-路基-地基三维模型;以振幅降低比作为隔振效果评价指标,将排桩的桩长、埋深及桩间距作为影响地基深处隔振效果的研究变量,分析结果表明:通过增加桩长、减小埋深以及减小桩间距等方式是降低路基边坡处振动的有效措施;随着桩长增加,地基深度方向隔振效果变好,桩长为15 m时,地基深度方向整体隔振效果已较优;埋深变化对地基深度方向隔振效果影响较明显,埋深越大,地基深处隔振效果越差,当埋深为5 m时,深度方向隔振效果已较差,减小埋深是提升深度方向隔振效果的有效措施;随桩间距越大,地基深度方向隔振效果越差,布置桩时,适当减小桩间距有利于降低列车诱发的深度方向的振动。

关键词：振动与波混凝土排桩主动隔振地基深处有限元隔振效果

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含导向机构的船用主动隔振装置控制策略研究

武汉大学学报(工学版) 2023年

作者：蔡朋张宇韦相彪曾保平邓小禾武汉理工大学湖北省汽车零部件重点实验室海装驻武汉地区某部武汉第二船舶设计研究所

为了保证现代舰船的隐身性能，降低船用设备、仪器仪表等装置通过机脚向外界辐射噪声的水平，船用设备跟船体之间一般采用隔振系统进行柔性连接。针对目前船用隔振平台在较大纵/横倾时为限制平台因较大位移而跟船体碰撞，通常另外设计... 详细信息

为了保证现代舰船的隐身性能，降低船用设备、仪器仪表等装置通过机脚向外界辐射噪声的水平，船用设备跟船体之间一般采用隔振系统进行柔性连接。针对目前船用隔振平台在较大纵/横倾时为限制平台因较大位移而跟船体碰撞，通常另外设计机械锁紧方式，在较大纵/横倾时将隔振平台锁紧，这种方式虽然保证了安全，但是却造成了“声短路”问题，大大降低了隔振平台的隔振性能。故提出了一种含导向装置的模块化的主动式船用隔振装置，建立了其动力学模型，搭建了硬件在环试验，并对其隔振特性和主动控制策略进行了研究，仿真结果表明所采用的隔振装置方案和控制策略是有效的，验证了方案的工程可行性。

关键词：导向机构主动隔振多体动力学模糊PID控制