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基于虚拟仪器HS801的隔振分析实验系统

仪表技术与传感器 2008年第3期 21-22页

作者：施杰萧泽新桂林电子科技大学光机电一体化研究所广西桂林541004

振动测量和隔振分析是了解隔振系统隔振能力的重要途径。采用了基于HS801的虚拟仪器方案,系统主要由隔振实验台、激振器、涡流传感器、前置器、PC机、HS801组成,用Visual Basic6.0作为开发工具开发了专用测试软件。通过利用专用测试软件... 详细信息

振动测量和隔振分析是了解隔振系统隔振能力的重要途径。采用了基于HS801的虚拟仪器方案,系统主要由隔振实验台、激振器、涡流传感器、前置器、PC机、HS801组成,用Visual Basic6.0作为开发工具开发了专用测试软件。通过利用专用测试软件HS801,使其产生实验所需激励信号,并对隔振平台的振动信号进行采集,实现了对隔振系统的隔振性能的测试与分析。

关键词：虚拟仪器隔振实验 VB6 动态链接库

一类几何非线性准零刚度系统的隔振理论与实验研究

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一类几何非线性准零刚度系统的隔振理论与实验研究

作者：王保励哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术的发展,我国开展了一些高端精密仪器(如,激光干涉仪、地震波探测仪,引力波探测装置)等设备的研究,以及一些重要基础设施(如,高层建筑,道路、桥梁工程、核反应堆和高速列车)的改进,由于其苛刻的力学环境,如低频风扰激... 详细信息

近年来,随着科学技术的发展,我国开展了一些高端精密仪器(如,激光干涉仪、地震波探测仪,引力波探测装置)等设备的研究,以及一些重要基础设施(如,高层建筑,道路、桥梁工程、核反应堆和高速列车)的改进,由于其苛刻的力学环境,如低频风扰激励,地面随机激励,地震波等包含低频振动信号的环境,现有隔振器性能逐渐不能满足需要。传统的线性隔振系统仅适用10Hz以上的中高频信号,而主动隔振技术虽然能达到低频隔振目标,但是这种隔振技术面临控制算法复杂,辅助设备重量大,成本高,维护和操作起来麻烦的问题,因此,针对机械式非线性低频被动隔振器展开研究,将其设计简单,无需复杂的辅助设备,重量轻,维护和操作简单等优点应用到工程中具有重要意义。本课题将通过一个崭新的视角,从一种由双翅目昆虫的振翅飞行简化而来的几何非线性结构出发,因为其具有准零刚度特征而考虑将其应用到隔振器设计中,提出了能有效改善低频隔振性能的非线性被动隔振器设计理论与方案,主要内容可以概括如下:基于一种几何非线性结构,建立了一类考虑重力荷载的准零刚度隔振器力学模型,并且推导了其振动控制方程。该模型由一对弹簧连杆机构和竖向承载弹簧组成,结构存在正负刚度并联从而具有稳定准零刚度特性。主要研究了其非线性力-位移特性,刚度特性,分析了系统在未扰条件下平衡点随参数分岔现象,及有阻尼条件下系统的吸引域。利用数值方法研究了系统在简谐激振条件下的动力学响应,分岔与混沌特性。针对其无理式方程及有界条件,采用雅各比不完全椭圆积分给出平均法解,描述了系统在全局运动下的幅频特性及相频特性。系统的有界边界条件决定了其无量纲振幅小于1,同时具有足够的静刚度保证了承载能力,又具有低动刚度以保证在平衡点附近有较低的固有频率对应更宽的隔振频带,采用平均法解给出的隔振传递率说明了这一现象,同时分析了不同参数对传递率峰值及跳跃点的影响。针对考虑重力荷载的力学模型,完成了准零刚度被动隔振器的机械设计,并展开了实验。实验结果验证了前述不同参数对传递率峰值及跳跃点的影响。结论表明,经过合适的阻尼配置,准零刚度被动隔振器有明显优于对应的线性隔振系统的隔振频带及共振峰抑制,能比线性系统更快的进入有效隔振区(T<25%)。

关键词：双翅振子准零刚度隔振器几何非线性无理式隔振实验

八极轴向绕组式磁流变阻尼器的隔振平台模糊控制研究

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噪声与振动控制 2024年第5期44卷 267-272页

作者：黄河刘高甫徐靖龚静郭冬陈纪朋上海船舶设备研究所上海200031

为了更好研究磁流变阻尼器在隔振系统中的隔振性能与控制策略,以八极轴向绕组式磁流变阻尼器为控制对象,搭建磁流变阻尼器与压缩弹簧并联的隔振平台,利用电动振动台施加正弦位移激励,测试隔振平台在不同励磁电流、激振频率下的加速度传... 详细信息

为了更好研究磁流变阻尼器在隔振系统中的隔振性能与控制策略,以八极轴向绕组式磁流变阻尼器为控制对象,搭建磁流变阻尼器与压缩弹簧并联的隔振平台,利用电动振动台施加正弦位移激励,测试隔振平台在不同励磁电流、激振频率下的加速度传递率。根据测试结果设计模糊控制器,控制系统的输入为加速度传递率与激振频率,输出为磁流变阻尼器的阻尼力,最后对隔振平台进行正弦位移扫频的隔振实验。实验结果表明,在隔振平台发生共振的区间频率9.4~11.4Hz内,所设计的控制算法能减小加速度传递率14.3%以上。该研究可为磁流变阻尼器在隔振领域中的工程应用奠定基础。

关键词：振动与波磁流变阻尼器模糊控制扫频激励隔振实验

双层隔振装置的Matlab辅助设计与实验验证

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四川建筑 2017年第2期37卷 197-200,202页

作者：李旭巍高芳清姜文恺西南交通大学力学与工程学院四川成都610031

文章通过对双层隔振系统力传递率的理论推导,给出了确定系统隔振效果的可变设计参数。基于系统振动控制微分方程及其求解算式,利用MATLAB图形用户界面设计(GUI)优势,开发出双层隔振系统的可视化辅助设计程式与界面,仅以主要参数的试选... 详细信息

文章通过对双层隔振系统力传递率的理论推导,给出了确定系统隔振效果的可变设计参数。基于系统振动控制微分方程及其求解算式,利用MATLAB图形用户界面设计(GUI)优势,开发出双层隔振系统的可视化辅助设计程式与界面,仅以主要参数的试选与输入即可得到系统的力传递曲线,便于指导普通技术人员的工程设计,以达到理想的隔振效果。为此还通过一款实型装置的开发给出了其设计程式和室内实验验证。

关键词：双层隔振系统力传递率 MATLAB 隔振实验

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某拖轮主机隔振系统设计与实验研究

江苏船舶 2017年第5期34卷 19-22页

作者：刘磊江苏省镇江船厂(集团)有限公司江苏镇江212002

设计了某全回转拖轮主机的单层隔振系统,分析了模态以及参数对隔振系统的影响,校核了振动烈度,分析表明主机隔振效果良好。此外,还设计并且实施了拖轮主机的台架实验。实验表明:当主机运行在额定转速750 r/min时,拖轮主机的隔振系统在5~... 详细信息

设计了某全回转拖轮主机的单层隔振系统,分析了模态以及参数对隔振系统的影响,校核了振动烈度,分析表明主机隔振效果良好。此外,还设计并且实施了拖轮主机的台架实验。实验表明:当主机运行在额定转速750 r/min时,拖轮主机的隔振系统在5~5 000 Hz频率范围的总体隔振效果达93%以上。

关键词：柴油机隔振设计隔振实验

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台式主动隔振控制系统设计与实现

台式主动隔振控制系统设计与实现

作者：左亚华中科技大学

学位级别：硕士

低频振动一直都是影响精密光学仪器或设备精度和性能的关键因素。随着精密仪器、设备的测量精度不断提高,对于精密主动隔振系统的要求也越来越高。本文依托于国家重大专项,针对扫描电镜、扫描探针显微镜等精密光学仪器的工作环境,设计对... 详细信息

低频振动一直都是影响精密光学仪器或设备精度和性能的关键因素。随着精密仪器、设备的测量精度不断提高,对于精密主动隔振系统的要求也越来越高。本文依托于国家重大专项,针对扫描电镜、扫描探针显微镜等精密光学仪器的工作环境,设计对于1-30Hz的低频振动具有良好隔振效果的台式主动隔振系统的控制器,相比于传统的反馈主动隔振系统,台式主动隔振系统添加的前馈控制项可以很好地解决负载振动与地基振动之间共振高峰无法消除的现象。首先,本文分析控制系统的隔振需求,参考现有的隔振产品,提出了控制系统的设计要求,论述了台式隔振系统整机的机械机构、系统部件的特点;在此基础上提出了控制系统的方案并对控制方案中的模块进行了分析,完成了整个隔振系统的设计。其次,完成了台式主动隔振系统控制器的硬件设计。其中,包括了低频扩展电路、模数转换电路、数模转换电路、通信接口电路、基于DSP+CPLD架构的主控电路以及驱动电路。低频扩展电路和驱动电路进行了仿真与实验的验证,主控电路中除了硬件电路的设计之外,还包括控制算法与诊断功能的实现。最后,搭建了实验平台,设计并完成了主动隔振系统的诊断功能测试与传递率实验,主动隔振带宽在1-100Hz,被动共振峰处的传递率降低了29dB。

关键词：台式主动隔振控制器硬件设计隔振实验

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一种双稳态余弦梁非线性隔振器振动特性研究

一种双稳态余弦梁非线性隔振器振动特性研究

作者：王文波中国民航大学

学位级别：硕士

航空器上各种动力设备的振动对航空器的寿命、精密仪器的性能和人员乘坐舒适度有着重要影响。参考标准ISO2631-1可知,人体胸和腹部器官既对4-8Hz的垂直振动比较敏感,又对1-2Hz的侧向和纵向振动也敏感。舒适性是民航客机设计时需要考虑... 详细信息

航空器上各种动力设备的振动对航空器的寿命、精密仪器的性能和人员乘坐舒适度有着重要影响。参考标准ISO2631-1可知,人体胸和腹部器官既对4-8Hz的垂直振动比较敏感,又对1-2Hz的侧向和纵向振动也敏感。舒适性是民航客机设计时需要考虑的重要指标,这都对隔振性能有着极高要求。传统线性隔振器对外激励频率高于自身固有频率的高频振动的隔振效果较好,但对低频振动因其自身因素的限制,其隔振效果并不理想。基于高静低动刚度的非线性低频被动隔振器不仅具备良好的静载支撑能力还具有很好的低动刚度特性,这对提高设备的寿命和可靠性有着极其重要的现实意义。为了隔离航空器上的低频振动,本文提出一种具有高静低动刚度特性的非线性低频被动隔振器,其通过线性正刚度弹簧并联双稳态余弦梁负刚度结构组成。首先,通过对余弦梁非线性隔振器的静力学分析,给出了隔振器在准零刚度平衡位置时的结构参数需要满足的条件。其次,建立谐波力与谐波位移作用下的系统动力学模型,通过对无阻尼未受扰动系统的平衡点分析得到存在平衡点分岔行为及其静分岔曲线以及满足稳定准零刚度的条件,利用相平面法分析各平衡点得到该系统具有从单阱向双阱转迁的动力学特性。再者,对余弦梁非线性隔振系统的静力学分析给出了隔振器在零刚度平衡点的余弦梁元件需要满足的结构参数条件。运用平均法近似求解该系统的动力学响应,然后根据李雅普诺夫一次近似稳定性理论分析解的稳定性,得到振动响应的不稳定区域。此外,还通过数值方法分析了不同高厚比、阻尼系数及外激励幅值对非线性隔振系统的传递率的影响,并求出其传递率小于1的频率比值与线性隔振器的传递率小于1的频率比值相比较,得到余弦梁非线性隔振器的起始隔振频率远小于线性系统的隔振频率。通过有限元软件仿真分析系统受谐波力作用下的隔振性能,进一步验证了余弦梁非线性隔振器的起始隔振频率小于线性系统的起始隔振频率。最后,搭建隔振实验装置,对双稳态余弦梁非线性隔振器在谐波位移激励下的隔振性能进行实验研究,结果表明余弦梁非线性隔振器具有优异的低频隔振性能。这为低频非线性隔振器设计提供了理论基础。

关键词：双稳态余弦梁非线性隔振器平衡点分岔高静低动刚度隔振传递率隔振实验

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六自由度隔振平台的设计与分析

六自由度隔振平台的设计与分析

作者：李耀南京航空航天大学

学位级别：硕士

控制力矩陀螺群或飞轮承担着高分辨率遥感卫星的位置与姿态调节的重任,同时控制力矩陀螺工作时产生的高频微振动会影响有效载荷指向精度、分辨率和稳定性等性能指标。针对航天器微振动的抑制已经越来越重要,通过并联机构与隔振技术的结... 详细信息

控制力矩陀螺群或飞轮承担着高分辨率遥感卫星的位置与姿态调节的重任,同时控制力矩陀螺工作时产生的高频微振动会影响有效载荷指向精度、分辨率和稳定性等性能指标。针对航天器微振动的抑制已经越来越重要,通过并联机构与隔振技术的结合,设计六自由度隔振平台具有重大意义。本文系统的研究了六维航天器微振动,提出了利用六自由度隔振平台进行隔振的方案,通过理论建模、仿真分析以及实验验证深入研究了六自由度主被动隔振技术。文章主要作了以下工作:1.针对六自由度并联平台进行了运动学分析,利用力雅克比矩阵对平台进行了机构参数的优化,为机构设计提供了基础。利用凯恩方法建立了六自由度并联平台的动力学方程,从而使方程简单规范,利于计算分析。2.根据优化结果,对六自由度隔振平台进行了新的设计,将弹簧、柔性球铰、柔性虎克铰等相对变形较大的部件进行了柔性化,构建了刚柔耦合模型,通过仿真分析得到关键部件的应力,进而校核关键部件的强度。最后,利用***软件通过全寿命分析方法对各关键部件进行了虚拟疲劳试验,得到关键部件的疲劳寿命。3.针对六自由度隔振平台的被动隔振以及主被动联合隔振进行仿真分析,验证被动隔振系统的隔振性能。针对相对低频微振动,引入了主动隔振技术,建立了联合仿真模型,通过模糊PID控制器对主动隔振进行控制,从而自适应的改变主动隔振的控制参数。4.根据理论模型,加工出了六自由度隔振平台的物理样机。根据隔振实验要求选择了合适的实验器材,根据制定的实验方案进行了分支腿的纯被动隔振实验,验证了隔振平台隔振性能。

关键词：隔振并联平台参数优化刚柔耦合模糊PID 联合仿真隔振实验

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一种二对斜弹簧构造的高静态低动态刚度模型

一种二对斜弹簧构造的高静态低动态刚度模型