基于相位分析的变质量动力吸振器控制策略研究

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1、分类号:U4610710-2015222056专业硕士学位论文基于相位分析的变质量动力吸振器控制策略研究于霄导师姓名职称高强教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称车辆工程论文提交日期2018年4月27日论文答辩日期2018年5月29日学位授予单位长安大学ResearchonControlStrategyofVariableMassDynamicAbsorbBasedonPhaseAnalysisAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuXiaoSupervisor：Prof.GaoQiangChang’

2、anUniversity,Xi’an,China摘要动力吸振器是一种常用的振动控制装置。传统动力吸振器有效减振频带较窄，在非调谐状态下减振效果明显降低。而自适应动力吸振器可以在宽频范围内获得较好的减振效果，因此逐渐成为振动控制领域的研究热点。本论文研究了基于相位分析的自适应动力吸振器控制原理，针对变质量动力吸振器提出了控制策略，研究了其控制性能。本论文研究内容如下：（1）在单自由度系统振动基本原理的基础上，研究了不同结构的吸振器模型及减振原理，分析影响吸振器减振效果的因素，为研究变质量动力吸振器提供了理论基础。（2）建立变质量动力吸振器模型，阐述其工作原理，并对其减振

3、性能进行仿真研究。同时对动力吸振器相位进行理论推导。结果表明吸振器与主系统相对加速度和主系统绝对加速度之间的相位差可判断吸振器是否调谐。（3）建立变质量动力吸振器控制系统模型，该模型包括变质量动力吸振器、相位差检测模块、变质量执行模块。论文提出了基于相位分析的变质量动力吸振器控制策略。根据吸振器与主系统相对加速度和主系统绝对加速度的相位差余弦值增加或者减小吸振器质量。仿真结果表明该控制策略能够使吸振器的固有频率快速平稳地追踪外界激励频率的变化，且基本不受噪声影响，响应速度快，稳定性高。（4）搭建实验平台，研究了变质量吸振器相位差与质量的关系以及吸振器减振性能。通过对比

4、仿真和实验结果，验证了控制策略的有效性。关键词：振动控制，自适应动力吸振器，吸振器控制，相位分析iAbstractDynamicvibrationabsorber(DVA)isadeviceextensivelyusedinvibrationcontrol.Thetraditionaldynamicvibrationabsorberhasverynarroweffectivefrequencyband,andthevibrationattenuationperformanceoftheDVAbecomesineffectivewhenitismistuned.Thea

5、daptivedynamicvibrationabsorber(ADVA)canobtainabettervibrationattenuationperformanceinawideband,sotheADVAhasgraduallybecomeahottopicinthefieldofvibrationcontrol.Inthisthesis,thecontrolprincipleofDVAbasedonphaseanalysisisstudied.Thecontrolstrategyisproposedforthevariablemassdynamicvibrat

6、ionabsorber(VMDVA),andtheperformanceofthecontrolplanisanalyzed.Thecontentofthisthesismainlyincludes:(1)Basedonthevibrationtheoriesofsingledegreeoffreedomsystem,theprincipleofvibrationreductionfordifferenttypesofDVAisintroduced.Thefactorsthataffectthevibrationattenuationperformanceofthea

7、bsorberareanalyzed.AlltheseworkprovidesatheoreticalbasisforthestudyoftheVMDVA.(2)ThemodeloftheVMDVAisbuilt,whileitsworkingmethodisintroduced.TheperformanceofVMDVAonvibrationattenuationisstudiedviasomesimulations.ThentherelativephasedifferenceofthreetypesofDVAisinvestigatedthrou