第6章振动的主动控制
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振动主动控制的基本原理振动主动控制的基本原理,哎呀,听起来好高深对吧?其实不然,咱们来聊聊这个话题,轻松又幽默,保证你听了之后恍若一阵春风拂面,心里暖暖的。
振动这个东西,真是无处不在,想想你坐的椅子,走的路,还有你心爱的手机,随时随地都在给你送上各种震动体验。
你是不是觉得生活中好多东西都跟振动扯上关系?没错!振动控制,简单来说,就是管理这些“抖动”,让它们不至于影响我们的生活和工作。
想象一下,家里的洗衣机在高速旋转时,整个地板都跟着它摇摆,这可不是什么好事。
如果不控制好,那可真是让人崩溃的场景。
就像你在外面聚会时,耳边总有一种“嗡嗡”的声音,真想让它安静下来。
这时候,振动主动控制就派上了用场。
它通过各种高科技手段,像是给机器加了一双“耳朵”,能及时察觉到振动的变化,立马采取措施,把不必要的振动给压下去,省得你受罪。
说到这里,不得不提一种神奇的装置,那就是“传感器”。
嘿,这小家伙就像是机器的“神经末梢”,随时在监测周围的环境。
它们能感知到任何微小的变化,比如说某个零件开始抖动,那可不能让它任性下去。
于是,控制系统会立刻启动,像个贴心的小助手,调整机器的运行状态,确保一切正常。
是不是感觉有点像科幻电影里的情节?不过,这可都是现实,真的很酷!然后我们得说说反馈控制。
这是个牛逼的概念,听着可能有点晦涩,但实际上它就是个“闭环”操作。
简单点说,就是机器在做什么,控制系统会实时监测,然后自动调整。
就像你在打篮球,投篮的时候看到球飞向篮筐,立马调整自己的姿势。
这样一来,振动就能被精准控制,真是让人拍手叫好。
振动主动控制并不是万能的,偶尔也会出现“意外”。
比如说,某些环境因素会影响到传感器的效果,甚至让机器产生意外的震动。
这就像你和朋友聚会时,有个小伙伴突然开始唱歌,大家都吓了一跳。
这个时候就需要更高级的技术来应对,比如算法和数据分析。
这些高科技手段就像是大厨的秘密调料,让你的机器不再“发疯”。
现在咱们来说说实际应用。
工程力学中的振动控制和振动衰减的方法振动是工程力学中非常重要且普遍存在的现象。
在很多情况下,振动会对结构物、机械设备以及人们的生活和工作环境带来一系列不利影响,比如疲劳破坏、能量浪费、噪音和震动等。
因此,振动控制和振动衰减在工程实践中具有重要意义。
本文将探讨几种常见的振动控制和振动衰减的方法。
一、主动振动控制主动振动控制是指通过激励源主动地施加力或扭矩,以减小结构或系统的振动响应。
其中,最常用的主动振动控制方法是通过控制系统实时测量振动信号并根据测量结果输出相应的激励信号,通过控制设备施加力或扭矩来实现振动的主动控制。
主动振动控制的优点在于可以实时检测振动,并根据测量结果来调节控制力;通过主动振动控制,可以减小结构或系统的振动幅值,并且能够适应不同振动特性的系统。
主动振动控制需要较为复杂的控制和反馈系统,以实时检测振动信号并作出相应的控制动作。
二、被动振动控制被动振动控制是指在结构或系统中添加被动元件,通过其自身的材料特性和力学行为来实现振动的控制和衰减。
被动振动控制方法通常包括减振器、阻尼器以及填充物等。
1. 减振器减振器是一种常见的被动振动控制装置,可以通过改变结构或机械系统的振动特性来减小振动幅值。
常见的减振器包括弹簧减振器、摆式减振器、液体减振器等。
弹簧减振器通过设置弹簧与结构相连,利用弹簧的弹性来吸收振动能量,达到减小振动幅值的目的。
摆式减振器则通过在结构上安装摆杆和摆球,将振动能量通过摆动的方式消耗掉。
液体减振器则通过将流体置于结构中的腔体中,利用流体的粘性和摩擦阻尼来吸收振动能量。
2. 阻尼器阻尼器是另一种常见的被动振动控制装置,它可以通过增加系统的阻尼来减小振动响应。
常见的阻尼器包括液体阻尼器、摩擦阻尼器和粘弹性阻尼器等。
液体阻尼器通过流体的粘性产生阻尼,将振动能量转化为热能进行耗散。
摩擦阻尼器则通过设置摩擦面来产生阻尼,将振动能量通过摩擦转化为热能来耗散。
粘弹性阻尼器则利用材料的粘弹性质来实现振动阻尼。
振动控制方案随着工业技术的不断发展和应用范围的扩大,机械设备运行时产生的振动问题越来越引起人们的关注。
振动不仅会增加机械设备的磨损和故障率,还会对操作人员的健康和安全造成威胁。
因此,制定有效的振动控制方案成为了工程师们的首要任务。
1. 振动控制方案的背景振动控制方案的制定需要了解振动问题的背景。
首先,对振动的产生原因进行分析。
振动可能是由于不平衡质量、结构固有频率与激振频率的共振、机械失调等因素引起的。
此外,了解振动问题对设备和人体的影响也是制定方案的前提。
通过对问题背景的了解,可以更好地选择适用的振动控制方法。
2. 振动控制方法2.1 主动振动控制方法主动振动控制方法主要通过在机械设备上添加传感器和执行器,利用反馈控制策略实时监测并调整设备的振动状态。
常见的主动振动控制方法包括主动质量平衡、主动振动隔离和主动调谐振动控制。
主动质量平衡可以通过添加平衡块或调整质量来减小不平衡振动。
主动振动隔离是通过控制系统的反馈环节来减小振动传递。
主动调谐振动控制则是通过调整设备的固有频率以避免共振现象。
2.2 被动振动控制方法被动振动控制方法主要是通过添加相应的控制装置,如减振器、缓冲器和阻尼器等来减小振动。
减振器是一种典型的被动振动控制装置,可以通过改变结构的刚度和阻尼特性来减小振动。
缓冲器可用于吸收冲击能量,阻尼器则可以通过消耗振动能量来减小振动幅值。
2.3 组合振动控制方法组合振动控制方法是将主动振动控制和被动振动控制方法相结合,以发挥各自的优势。
通过主动振动控制可以实时监测和调节设备的振动状态,而被动振动控制则可以提供更好的振动抑制效果。
3. 振动控制方案的选择与实施制定振动控制方案需要综合考虑多个因素,包括设备的振动特性、工作环境、成本等。
在选择振动控制方法时,应根据具体情况确定合适的方案。
选择好振动控制方法后,需要进行实施和调试。
实施过程中应严格按照相关标准和规范进行操作,确保方案的顺利实施。
4. 振动控制效果的评估和改进实施振动控制方案后,需要对控制效果进行评估和改进。
振动控制-主动、半主动⽬录0.前⾔ (1)0.1 结构振动控制研究与应⽤概况 (1)1.结构振动主动控制、半主动控制 (2)2.结构振动控制分类 (3)3.各类控制系统构造及性能 (4)3.1 结构振动主动控制概述 (4)3.1.1 主动控制控制原理 (5)3.1.2 加⼒⽅式及加⼒位置 (7)3.1.3 控制装置 (8)3.2 结构振动半主动控制概述 (8)4.结构振动主动控制、半主动控制算法 (11)4.1 主动控制算法 (12)4.1.2 ⼏种算法的简单介绍 (13)4.2 半主动控制算法 (21)4.3 智能控制算法 (22)5.结构主动、半主动控制系统分析⽅法及设计⽅法 (24)5.1 主动控制系统的最优控制⼒设计与分析 (25)5.1.1 主动控制系统的最优控制⼒设计 (25)5.1.2 主动最优控制⼒和受控反应特征分析 (26)5.2 结构主动变阻尼和智能阻尼控制系统的最优控制⼒设计与分析 (30) 5.2.1半主动最优控制⼒设计 (31)5.2.2系统反应分析 (36)5.3 结构主动变刚度控制系统的最优控制⼒设计与分析 (37)5.3.1主动变刚度最优控制⼒设计 (37)5.3.2系统反应分析 (40)6.结构振动主动控制、半主动控制系统的⼯程应⽤ (41)6.1 AMD控制系统的⼯程应⽤ (41)6.2 结构主动变刚度控制系统的⼯程应⽤ (41)6.3 结构主动变阻尼控制系统的⼯程应⽤ (42)6.4 其他结构振动控制系统的⼯程应⽤ (42)7.研究展望 (43)7.1 结构振动主动控制、半主动控制的研究与发展⽅向 (43)7.2 结构振动控制的有待研究的问题 (43)8.结语 (43)参考⽂献 (44)主动控制、半主动控制综述0.前⾔0.1 结构振动控制研究与应⽤概况结构振动控制技术与传统的依靠结构⾃⾝强度、刚度和延性来抵抗地震作⽤的做法不同,通过在结构中安装各种控制装置,从⽽达到减⼩结构地震反应、保障结构地震安全的⽬的。
硕士研究生非笔试课程考核报告(以论文或调研报告等形式考核用)2013 至 2014 学年 第 1 学期考核课程: 防灾减灾学提交日期: 2013 年 12月 20 日姓 名 程伟伟学 号 2012010305年 级 研二专 业 防灾减灾及防护工程所在学院 土木工程学院山东建筑大学研究生处制考核成绩 考核人结构振动的主动控制技术程伟伟(山东建筑大学土木工程学院,济南,250101)摘要:主动控制是一项积极主动的智能化措施,是根据外界刺激和结构响应预估计所需的控制力,从而输入能量驱使作动器施加控制力或调节控制器性能参数,达到减震效果。
对目前的主动控制技术的研究现状作了简要评述,阐述了振动主动控制中主要控制方法和策略及应用中存在的问题,并提出了振动主动控制技术的发展趋势。
Abstraction:Active Control is an intelligent proactive measures,are needed to control thepre-estimate based on external stimuli and response structures, thereby driving the input energy is applied to the actuator control or regulate the controller performance parameters to achieve the damping effect. The current research status of active control techniques are briefly reviewed, elaborated mainly active vibration control and application control methods and strategies for the problems and proposed active vibration control technology trends.关键词:主动控制作动器与传感器控制方法引言:主动控制是指在振动控制过程中,经过实时计算,进而驱动作动器对控制目标施加一定的影响,达到抑制或消除振动的目的。