中文名 | 多模態(tài)電磁分支電路振動控制理論與應(yīng)用研究 | 項目類別 | 面上項目 |
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項目負責人 | 張希農(nóng) | 依托單位 | 西安交通大學(xué) |
電磁分支電路阻尼是一種新型的振動控制方法,其由電磁換能器和分支電路構(gòu)成。當結(jié)構(gòu)發(fā)生產(chǎn)生振動時,電磁線圈會感應(yīng)出電動勢。分支電路能改變閉合回路的阻抗屬性與大小,控制電流和電磁控制力的大小會發(fā)生改變,從而提高結(jié)構(gòu)的振動控制效果。本項目主要工作包括: 1.設(shè)計了一種兩種電磁阻尼器,開展了力-電-磁耦合特性分析。(1)由Faraday電磁感應(yīng)定理和Ampere力定理,對電磁結(jié)構(gòu)的力-電-磁耦合特性進行理論建模,推導(dǎo)得到了機電耦合系數(shù)表達式,進行了數(shù)值仿真。(2)設(shè)計試驗測試系統(tǒng),對兩種電磁結(jié)構(gòu)機電耦合系數(shù)進行試驗研究。研究結(jié)果驗證了理論分析和數(shù)值仿真。 2.完成了多模態(tài)電磁分支電路阻尼機理研究。(1)完成了電磁分支電路的多模態(tài)阻尼機理研究。(2)完成了電磁分支電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。(3)完成了電磁分支電路裝置的設(shè)計、建模、仿真。研究結(jié)果表明所提出的兩種分支電路能有效的提高電磁結(jié)構(gòu)的振動控制效果。 3.完成了多模態(tài)電磁分支電路阻尼器的設(shè)計與試驗技術(shù)研究。(1)完成了多模態(tài)電磁分支電路器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。(2)對新型阻尼器結(jié)構(gòu)進行了力-電-磁動力學(xué)建模、仿真分析與性能優(yōu)化。(3)完成了阻尼器的制備及性能測試技術(shù)研究。 4.完成了多模態(tài)電磁分支電路阻尼振動控制理論和試驗技術(shù)研究。(1)以梁、板結(jié)構(gòu)為研究對象,使用所設(shè)計的兩種阻尼器,基于Hamilton原理和Galerkin法,建立了多種耦合結(jié)構(gòu)的力-電-磁耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型。(2)完成了耦合系統(tǒng)的數(shù)值仿真。(3)設(shè)計試驗系統(tǒng),開展多模態(tài)振動控制試驗技術(shù)試驗研究。(4)研究結(jié)果表明,電磁分支電路阻尼振動控制方法能有效的抑制梁和板結(jié)構(gòu)的多模態(tài)振動。 5.開展基于負電阻電磁分支電路阻尼的天線隔振應(yīng)用技術(shù)研究。(1)根據(jù)有限單元法建立了天線-隔振器耦合系統(tǒng)的控制方程。(2)設(shè)計了天線隔振系統(tǒng)試驗測試系統(tǒng),開展了天線結(jié)構(gòu)的多模態(tài)隔振試驗技術(shù)研究。(3)研究結(jié)果表明,負電阻電磁分支電路阻尼隔振器很好地控制了天線結(jié)構(gòu)的多模態(tài)振動。天線反射器試驗技術(shù)的開展,為將電磁分支電路阻尼隔振方法在空間結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用打下了良好的試驗基礎(chǔ)。 本研究從電磁阻尼結(jié)構(gòu)的建模和分支電路的設(shè)計及分析出發(fā),開展了電磁結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析方法、分支電路設(shè)計方法,多模態(tài)振動控制方法等技術(shù)研究,各部分內(nèi)容相輔相成,該研究成果為振動控制領(lǐng)域提供一種可行的解決手段。 2100433B
本項目研究一種新型振動控制方式:電磁分支電路阻尼,它是一種被動為主主動為輔的半主動控制方式,具有耗能少穩(wěn)定性好的優(yōu)點。它由電磁機構(gòu)和外接分支電路組成,通過合理設(shè)計外接分支電路,電磁裝置能夠在被控結(jié)構(gòu)的振動方向產(chǎn)生電磁控制力,抑制結(jié)構(gòu)振動。本項目以控制結(jié)構(gòu)多模態(tài)振動為目標,通過研究多模態(tài)阻尼與電磁分支電路參數(shù)的關(guān)系,揭示電磁分支電路的多模態(tài)阻尼機理,建立多模態(tài)電磁分支電路力電磁耦合模型,并研究電磁分支電路的優(yōu)化設(shè)計方法、相關(guān)制備方法和性能測試方法,發(fā)展可用于抑制結(jié)構(gòu)的多模態(tài)振動的新型多模態(tài)電磁分支電路方法,研制多模態(tài)電磁分支電路阻尼器。對附加電磁分支電路阻尼器的結(jié)構(gòu)進行動力學(xué)建模、仿真及試驗研究。項目完成后,將建立多模態(tài)電磁分支電路理論、仿真方法和試驗測試技術(shù),為其工程應(yīng)用提供應(yīng)用基礎(chǔ)。
為什么一般做模態(tài)分析,只關(guān)注低階模態(tài),而忽略高階模態(tài)呢
一般載荷的頻率是比較低的,所以只需要考慮與前幾階低階模態(tài)是否會共振。準確的說是要分析與載荷頻率接近的固有頻率(模態(tài))。在結(jié)構(gòu)振動中,高階模態(tài)能量占比太低,對整個結(jié)構(gòu)振動影響不大。通常做模態(tài)分析做到前七...
資料顯示,我國噪聲與振動控制行業(yè)企業(yè)數(shù)量不多,且普遍規(guī)模較小,行業(yè)中專業(yè)從事噪聲與振動控制相關(guān)產(chǎn)業(yè)、年產(chǎn)值超過億元的企業(yè)約15家,主營業(yè)務(wù)收入超過2000萬元的規(guī)模以上企業(yè)也只有60多家。近年來,以德...
控制要求不具體,隨便附上一張電路圖供參考:
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評分: 4.5
電磁閥是管道流體輸送系統(tǒng)中廣泛使用的控制元件.閥門的發(fā)展方向主要是擴大產(chǎn)品參數(shù),發(fā)展節(jié)能、省力以及自動控制閥門,并通過改進結(jié)構(gòu)、采用新材料和新工藝提高閥門的使用壽命;同時要擴展專用閥門系列的應(yīng)用.
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頁數(shù): 7頁
評分: 4.7
以適用于多能域系統(tǒng)建模的功率鍵合圖為工具,建立了葉盤結(jié)構(gòu)與壓電回路耦合動力學(xué)模型,研究了電路參數(shù)失諧對葉盤結(jié)構(gòu)振動特性的影響規(guī)律,并進行了驗證。研究結(jié)果表明:控制電路失諧會使葉盤結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性受到影響,且其影響大小與失諧支路離失諧葉片的距離有關(guān),距離越遠影響越小;在同一支路的各個參數(shù)中,電阻失諧對葉盤結(jié)構(gòu)的最大振幅影響最大,電容失諧不影響葉盤最大振幅。此外,研究發(fā)現(xiàn):控制電路失諧不一定會加劇葉盤結(jié)構(gòu)振動局部化,在某些電路失諧模式下,葉盤結(jié)構(gòu)振動局部化程度反而減小,說明諧調(diào)壓電循環(huán)周期電路對失諧葉盤結(jié)構(gòu)振動的控制效果并非最佳,而設(shè)計適當失諧的壓電控制電路反而能得到更好的振動控制效果。
功能:振動控制、信號采集與分析 應(yīng)用范圍: (1)振動控制領(lǐng)域(對振動臺進行各種激勵的控制); (2)振動測試領(lǐng)域(汽車車身,衛(wèi)星等結(jié)構(gòu)的模態(tài)測試,系統(tǒng)振動特性檢測與評估)。 2100433B
多種信號源獨立控制; 多種信號源復(fù)合控制; 動態(tài)范圍120dB; 信號源頻率范圍不低于25.6kHz; 數(shù)據(jù)傳輸速度不低于10M采樣點/秒; 采樣精度:24位Sigma-delta ADC。
歸一化主要是為了簡化計算,常用的方式就是將每個自由度的主振型第一個元素變?yōu)?。模態(tài)質(zhì)量應(yīng)該是前乘振型矩陣的轉(zhuǎn)置,后乘振型矩陣得到的對角質(zhì)量矩陣,還有一種歸一化方法就是將這個對角質(zhì)量陣變成單位陣。
模態(tài)質(zhì)量有意義,反映了體系中有多少質(zhì)量對這階模態(tài)振型有大的影響,每一階是不同的。歸一化振型就是計算的振型(計算位移值)除以最大的值,變成最大值為1,反映體系各處相對變形。廣義質(zhì)量矩陣不是模態(tài)質(zhì)量。模態(tài)質(zhì)量計算還涉及到振型和振型參與系數(shù)。