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高速车辆结构振动的独立模态空间控制

控制理论与应用 2007年第6期24卷 879-885页

作者：陆正刚胡用生同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海200331

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控... 详细信息

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控制方法和已改善车辆运行平稳性为目标的控制策略,分析结果表明:该控制办法和策略可以较好地降低特定模态振动的幅度,改善车辆垂直运行平稳性.

关键词：柔刚体系统铁道车辆结构振动独立模态空间控制

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蜂窝层芯夹层板结构振动与传声特性研究

力学学报 2013年第3期45卷 349-358页

作者：任树伟辛锋先卢天健西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

蜂窝层芯夹层板应用于飞行器、高速列车等交通工具的主体及底板结构时需要考虑其振动及隔声特性.针对声压激励下的四边简支蜂窝层芯夹层板结构,应用基于Reissner夹层板理论的结构振动方程建立了的声振耦合理论模型(声压以简支模态双级... 详细信息

蜂窝层芯夹层板应用于飞行器、高速列车等交通工具的主体及底板结构时需要考虑其振动及隔声特性.针对声压激励下的四边简支蜂窝层芯夹层板结构,应用基于Reissner夹层板理论的结构振动方程建立了的声振耦合理论模型(声压以简支模态双级数的形式引入振动控制方程),结合流固耦合条件求解了声振耦合系统控制方程,应用有限元模拟对理论预测进行了验证.基于理论模型的数值计算结果,系统研究了蜂窝层芯夹层板结构的振动特性和传声特性,刻画了层芯厚度、蜂窝壁厚、夹层板面内尺寸和声压入射角度等关键系统参数对夹层板振动和传声特性的影响,为此类结构的工程优化设计提供了必要的理论参考.

关键词：蜂窝层芯夹层板简支边界结构振动传声损失理论模型

基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制

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机械工程学报 2006年第8期42卷 95-100页

作者：陆正刚胡用生同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海200331

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为... 详细信息

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为作动器,以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略,来实现在性能改善和能量消耗之间的协调,在ADAMS和Matlab／Simulink^(?)环境下,应用机械系统和控制系统联合仿真技术,对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动,并可改善车辆运行平稳性,针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。

关键词：铁道车辆柔刚体系统结构振动独立模态空间控制半主动控制磁流变阻尼器

Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

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中南大学学报（自然科学版） 2006年第6期37卷 1189-1194,1195页

作者：钟萍丁晓利郑大伟陈武香港理工大学土地测量与地理咨询学系中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心上海200030

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点,将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统(GPS)结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析,结果表明:采用该方法不仅能从坐标序列中成... 详细信息

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点,将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统(GPS)结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析,结果表明:采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息,也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响,因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。

关键词： Vondrak滤波法全球定位系统多路径效应结构变形监测结构振动

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失谐弱耦合卫星天线结构振动分析及预测控制

力学学报 2009年第6期41卷 967-973页

作者：刘相秋王聪邹振祝哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为了研究弱耦合卫星天线结构的振动控制,建立了该结构的简化计算模型,并针对该模型研究了弱耦合卫星天线结构动力学性能的特殊性:结构失谐时的振动模态局部化现象;针对失谐前后的结构,采用预测控制方法进行了振动控制,并与二次线性最优... 详细信息

为了研究弱耦合卫星天线结构的振动控制,建立了该结构的简化计算模型,并针对该模型研究了弱耦合卫星天线结构动力学性能的特殊性:结构失谐时的振动模态局部化现象;针对失谐前后的结构,采用预测控制方法进行了振动控制,并与二次线性最优控制(LQR)方法的振动抑制效果进行了对比。仿真结果表明:弱耦合星载天线结构参数的微小失谐会导致结构振动产生明显的模态局部化;采用预测控制方法进行结构振动控制的效果明显优于LQR控制方法,且在失谐导致的模型失配时,预测控制方法对结构振动亦有较好的抑制;在进行此种结构的振动主动控制时必须考虑到结构失谐的影响。

关键词：弱耦合天线结构失谐模态局部化结构振动预测控制

流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响

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振动与冲击 2004年第2期23卷 21-27页

作者：邹元杰赵德有大连理工大学船舶工程系大连116024

本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频... 详细信息

本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频和结构离自由液面较近的情况下 ,流体可压缩性对结构振动响应影响不大。

关键词：流体可压缩性半无限流体域振动响应自由液面刚性壁面结构振动

基于Polar插值改进的结构振动信号压缩采样正交匹配追踪恢复算法

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振动工程学报 2020年第3期33卷 450-458页

作者：康杰段忠东哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

压缩感知是近年来出现的采样和信号处理方法,它利用了信号中普遍存在的稀疏特性,从而可以以远低于奈奎斯特频率的采样速率采集压缩样本,并依概率恢复得到真实信号。结构振动信号具有一定的稀疏性。对其进行压缩采样并进行信号重构,离散... 详细信息

压缩感知是近年来出现的采样和信号处理方法,它利用了信号中普遍存在的稀疏特性,从而可以以远低于奈奎斯特频率的采样速率采集压缩样本,并依概率恢复得到真实信号。结构振动信号具有一定的稀疏性。对其进行压缩采样并进行信号重构,离散傅里叶原子的频率往往与信号实际频率不匹配,造成频率泄漏,降低信号重构精度。针对离散原子库存在的缺陷,采用Polar插值对正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法进行了改进。以OMP算法选择的最优原子为基础,利用Polar插值在最优原子临近构建频域连续原子库,构建了信号重构的优化模型,通过凸优化算法获得实际频率的最优估计。改进算法以较小的计算量实现对OMP算法得到的离散原子频率的修正。通过对结构振动的数值模拟和对模型试验压缩信号的重构,结果表明,与常规算法相比,改进算法可有效提高信号重构精度,特别是在压缩观测值数量较少的情况下,精度提升效果更加明显。

关键词：结构振动压缩感知 OMP算法 Polar插值连续原子库

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构架结构振动与动态应力仿真研究

机械工程学报 2004年第8期40卷 187-192页

作者：任尊松孙守光李强毛娟北京交通大学机电学院北京100044

首先利用有限单元法,建立了详细的构架有限元模型并求解其各阶振动模态,在此基础上建立了完整的刚一弹性体车辆系统动力学模型;通过动力学模拟计算得到了构架在车辆曲线通过和随机激扰下的结构振动响应;最后,将构架的动力学计算结果返... 详细信息

首先利用有限单元法,建立了详细的构架有限元模型并求解其各阶振动模态,在此基础上建立了完整的刚一弹性体车辆系统动力学模型;通过动力学模拟计算得到了构架在车辆曲线通过和随机激扰下的结构振动响应;最后,将构架的动力学计算结果返回到有限元中,得到了构架的动态应力时间历程与分布特性。该种研究方式不仅完成了多体系统动力学研究中刚体与弹性体的有机结合,而且为转向架在结构设计阶段通过模拟计算就可获得车辆运行过程中构架的动态应力分布,为评估其疲劳寿命奠定了基础。该仿真技术同样实用于其他相关研究领域,如航空航天、工程机械和公路车辆等。

关键词：铁道车辆构架动态应力结构振动疲劳寿命仿真有限元

复杂边界条件下圆柱壳-环板耦合结构振动特性分析

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振动工程学报 2018年第1期31卷 118-124页

作者：石先杰李春丽蒋华兵中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)构建了复杂边界条件/耦合条件下圆柱壳-环板耦合结构动力学特性预报模型,并分别对各自外在边界和二者之间的耦合边界进行建模。耦合边界通过设置具有线性刚度和旋转刚度的三维弹性耦合器模... 详细信息

采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)构建了复杂边界条件/耦合条件下圆柱壳-环板耦合结构动力学特性预报模型,并分别对各自外在边界和二者之间的耦合边界进行建模。耦合边界通过设置具有线性刚度和旋转刚度的三维弹性耦合器模拟结构之间的各类耦合效应。圆柱壳和环板的振动位移容许函数被统一地描述为一种谱形式的改进三角级数。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导耦合结构系统的特征方程。将此方法获得的结果与文献解及有限元结果进行对比,验证了分析模型的有效性。

关键词：结构振动复杂边界条件圆柱壳'耦合结构'普几何法