基于电磁作动器的柔性结构振动控制仿真及实验研究.pdf

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1、基于电磁作动器的柔性结构振动控制仿真及实验研究张定，郭勤涛，金超武(南京航空航天大学机电学院，江苏南京21OO16)SimulationandExperimentalResearchonFlexibleStructureVibrationControlBasedonElectromagneticActuatorZHANGDing，GUOQin—tao，JINChao—WU(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NaNingUniversityofAeronauticsandAstronautics，NaNing210016，Chin

2、a)摘要：针对柔性结构振动控制过程中的结构动searchontheplatformwascarriedouttotestits力学精确建模问题，运用ADAMS与Matlab联合effect．仿真分析，建立了系统的机电一体化耦合模型，利用Keywords：electromagneticactuator；CO—sim—磁悬浮技术能够实现无接触振动主动控制的特点，ulation；flexiblestructurevibrationcontro1在Matlab／Simulink中对整个磁悬浮振动控制系统进行了结构悬浮、正弦干扰和冲击干扰等研究。研0引言制了悬臂梁振动控制试验台，并且在试验台

3、上对系统的性能进行了研究。振动主动控制是改进结构振动特性的主要手段关键词：电磁作动器；联合仿真；柔性结构振动之一。在振动主动控制中如何精确建立仿真模型是控制设计控制策略、实现控制优化的基础。被控机械结中图分类号：TH703．62构为柔性结构时，需要通过有限元分析或其他方法文献标识码：A精确建立机械结构的动力学模型。近年来，多体动文章编号：1001—2257(2013)04—0007一O4力学理论成为各工程领域最为活跃的建模理论，而Abstract：Thispapermainlyaimedatcreating虚拟样机技术也日渐成熟，基于各种虚拟样机模型theaccuratestruc

4、turaldynamicmodelduringthe的仿真和测试也已成为试验研究和理论仿真分析的processofflexiblestructurevibrationcontro1．Elec—重要手段口]。目前，在比较先进的振动控制技术tromechanicalintegrationsystemwasestablished中，很多使用压电控制的方法]。对于柔性体的andanalysedbyCO—simulationusingADAMSand结构振动主动控制，大多是进行各种仿真研究。而Matlabsoftware．0naccountofthemagneticSUS—利用磁悬浮原理设计

5、电磁作动器，并进行实际试验对比不多见。电磁作动器[7是磁悬浮技术应用的关pensiontechniquecouldrealizenon—contactactivevibrationcontrol，thewholemagneticsuspension键部件之一。近些年，磁悬浮技术得到了迅速发展，并得到了越来越广泛的应用，这也推动了电磁作动controlsystemhasbeenproceededthestructure器的发展研究。反过来，电磁作动器的研究又促进floating，sineinterference，impactinterferencesire—了磁悬浮技术的发展。故使用

6、课题组自行研制的磁ulationbyMatlab／Simulinksoftware．Notonlythe悬浮PID控制系统进行结构振动控制，具有很高的flexiblecantileverbeamvibrationcontrolexperi—可靠性引。menttablehasbeendesignedwhichbasedonthetheoryofelectromagneticactuator，butalsothere一1磁悬浮振动控制系统收稿日期：2012—12—04系统的工作原理基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075200；51275240)悬臂梁在悬浮时由于外界干扰的存在会

7、产生振《机械与电子}2013(4)及动，安装在轴承上的一对差动电涡流传感器，检测2．1系统mnf文件的生成到梁上下2个表面距离对应的传感器的位移变化并2．1．1单位的设置转化为电压信号，与参考电压比较后将偏差量送人在Patran里面使用的是一套封闭的单位，一控制器，控制器根据控制策略输出控制电压信号，经般是mm，n，t，mPa和m，n，kg，Pa。为了和AD—开关功率放大器转化为控制电流，并通人到电磁线AMS中保持单位一致，采用mm，n，kg，mPa，只需圈来改变电磁