变频外激励下的结构振动控制方法研究

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振动控制具有重要的工程意义。在振动控制技术中,动力吸振与动力反共振是常用的减振技术手段。然而传统的动力吸振与动力反共振减振系统的减振频率范围通常都很窄,当载荷的频率偏离这一范围时会引起减振系统的严重失效甚至失稳。因此,研究如何实现可调频率范围的减隔振系统对结构进行减振成为了近期学术研究的热点。然而这些研究多数致力于减振系统结构的设计及优化方法,对于系统控制算法的研究工作却鲜有报导。本文在外激励载荷频率随时间变化的条件下,针对可调频率的动力吸振系统及动力反共振系统的控制算法进行了研究。  本文首先介绍了可调吸振频率动力吸振系统及可调反共振频率的动力反共振隔振系统的设计方案。然后针对这两种系统创新性的提出了实时调频的控制算法,包括基于频率跟踪的半主动控制算法、基于定步长爬山法及基于模糊算法的变步长爬山法的主动控制算法。其次,应用labVIEW编写了主动控制算法的仿真平台并对算法进行了仿真分析与验证,仿真结果表明在载荷频率突变之后,所提算法最快可以在5s内将系统的力传递率降至5%以内。最后,独创性的设计了基于NI cRIO控制器及台达直流电机的可调频减振系统实验平台,并以某型炮舱为实验对象,在载荷频率随时间变化的条件下,对所提出的控制算法进行了实验研究。实验结果表明,最快当载荷频率以每30s0.2Hz的速率变化时,算法依然可以保持较好的控制效果。
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