动力吸振器的改进形式和参数优化研究

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1、‘密级：公开莽紙遠未４＾ＳＨＩＩＡ之ＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ工学硕壬学位论文动力吸振器的改进形式和参数优化研究？ＳｔｕｄｙｏｎＲｅｖｉｓｅｄＦｏｒｍｓａｎｄＰａｒａｍｅｔｅｒｓＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＤｙｎａｍｉｃＶｉｂｒａｔｉｏｎＡＪｂｓｏｒｂｅｒ培养单佐工程力学系专业：工程力学巧究生：彭海波指导教师：申永军教授二〇—五年一月■？．？－ＫＩ．＇苗独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指

2、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。义期戶．／：签名；日关于论文使用授枚的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论

3、文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可［＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）作者签名：棄诲策Ｂ期；如导师签名；苗日期；、１、１心乂弟淨摘要摘要动力吸振器具有高效、经济、可靠等优势，因此广泛地应用于振动控制领域。一般工程中采用粘弹性材料加质量块形式构成吸振器，而分数阶导数在模拟粘弹性材料方面具有很大优势，因此本文研究了分数阶动力吸振器的优化问题。为了进一步提高动力吸振器的振动控制效果，提出了含负刚度的

4、动力吸振器模型。主要研究了以下几个问题：(1)将分数阶导数引入到了Voigt型动力吸振器中，采用平均法和复频域谐波平衡法得到了系统的解析解。通过定义等效刚度与等效阻尼分别得到了系统基于H∞与H2优化原则的系统参数最优解析解，利用Matlab得到的数值解证明了本文所得解析解具有较高的精确度。最后通过与整数阶模型的对比发现该模型的分数阶项几乎能够同时取代线性刚度与线性阻尼项。(2)将负刚度项引入到了接地式动力吸振器中，研究了在主系统不含阻尼与含阻尼两种情况下系统最优参数问题。考虑了负刚度对系统稳定性的影响，同时得到了在保证系统稳

5、定时的最优负刚度值，通过与其他两种传统动力吸振器模型的对比说明了该负刚度模型能够大幅降低系统共振区振幅，同时在低频域具有很好的减振效果。(3)由于负刚度接地式动力吸振器取得了较好的减振效果，所以本文将负刚度元件引入到了Voigt型动力吸振器中。研究了该模型在主系统不含阻尼情况下的最优参数，通过数值模拟及与其它模型的对比发现含负刚度的Voigt型动力吸振器也具有很好的减振效果，与其它模型相比具有很大优势。最后，对本文所研究内容进行了总结，并对未来可能的研究方向进行了展望。关键词：减振；动力吸振器；分数阶微积分；负刚度；参数优化

6、AbstractAbstractDynamicvibrationabsorber(DVA)hasbeenwidelyusedinengineeringpracticeforitspropertiessuchasefficiency,lowcostandreliability.Adynamicvibrationabsorberusuallyconsistsofviscoelasticmaterialandmass.Thefractional-ordercalculushasmanyadvantagesinthemodellin

7、goftheviscoelasticmaterial,sothattheoptimalparametersoffractional-orderdynamicvibrationabsorberisstudiedinthisthesis.Atthesametime,twokindsofnegativestiffnessdynamicvibrationabsorbersareintroducedtoimprovethecontrolperformanceoftheDVAinlowfrequencydomain.Theworkint

8、histhesisisasfollow:(1)Thefractional-ordercalculusisintroducedtotheVoigttypedynamicvibrationabsorber,andtheapproximateanalyticalsolutionisobtaine