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1、第19卷第4期 黑 龙 江 工 程 学 院 学 报(自然科学版)Vol.19№.42005年12月 JournalofHeilongjiangInstituteofTechnologyDec.,2005文章编号:1671-4679(2005)04-0001-05主动减振系统的数学建模与仿真分析张洪田,王慧文,赵国迁,齐益强(黑龙江工程学院汽车工程系,黑龙江哈尔滨150050)摘 要:振动主动控制技术是振动工程控制领域的前沿课题。文中以船舶柴油机动力装置振动为背景,利用控制系统传递函数分析方法,建立主动减振系统的数学模型。通过对二自由度主动减振装置在各
2、种状态参数反馈条件下减振特性的仿真分析,揭示主动减振系统的特性与规律。关键词:振动主动控制;数学建模;仿真分析中图分类号:TH11311 文献标识码:AMathematicmodelandsimulationanalysisforactivevibrationcontrolsystemZHANGHong-tian,WANGHui-wen,ZHAOGuo-qian,QIYi-qiang(Dept.ofAutomobileEngineering,HeilongjiangInstituteofTechnology,Harbin150050,China)Abstrac
3、t:Activevibrationcontroltechnologyisafrontierinvibrationengineeringcontrolfield.Inthisdisserta2tion,theprinciplesofactivevibrationcontrolsystemformarinedieselpowerplantaresystematicallyandbrieflydiscussedbymeansoftheanalysisoftransferfunctionofcontrolsystem.Theperformancecharacteristicsandru
4、lesofthesystemareprovidedbysimulationanalysisforanactivevibrationreductiveelementoftwo-degreeoffreedomunderthevariousconditionsoffeedbackofstateparameters.Keywords:activevibrationcontrol;mathematicmodel;simulationanalysisnn-11 近二十年来,主动减振技术在基本理论研究和anx(t)+an-1x(t)+⋯+a1x(t)+a0x(t)=工程应用中受到普遍重视[
5、1,2]。但是至今尚未形成mm-11bmf(t)+bm-1f(t)+⋯+b1f(t)+b0f(t).一种系统的主动减振理论体系,用以指导主动减振(1)控制技术的工程实践,一定程度上影响着这项新技其中:f(t)为输入干扰力,x(t)为输出振动响应。术的发展和进一步推广应用。本文以船舶柴油机动令F(s)=￡[f(t)],X(s)=￡[x(t)],则式(1)的力装置振动控制问题为背景,利用控制系统传递函Laplace变换式可写为数分析方法,通过对主动减振系统数学模型的建立D0(s)X(s)=M0(s)F(s).(2)与传递函数的分析,阐述主动减振与被动减振系统系统的传递函数为的关系以
6、及主动控制环节对振动的调节作用,揭示X(s)M0(s)G(s)===了主动减振系统的特性与规律。F(s)D0(s)mm-1bms+bm-1s+⋯+b1s+b01 主动减振系统的数学建模n.(3)ans+an-1sn-1+⋯+a1s+a0111 主动减振系统的数学描述 传统的减振方式主要是通过设计系统的传递函 对于一个线性振动系统,设系统初始条件为零,数G(s)达到衰减振动响应的目的。机械系统的传[3]则运动微分方程的一般形式为递函数是由其结构和材料的基本参数与特性决定的,设计调节范围受到许多方面的限制。因此被动收稿日期:2005-08-27减振方式难以实现高标准的振动控制要
7、求。项目来源:黑龙江省自然科学基金资助项目(E0318)主动减振系统是通过在原振动系统中加入具有作者简介:张洪田(1962～),男,教授,博士生导师,研究方向:动力机械及工程.调节功能的主动控制环节,使整个系统的传递特性·2·黑 龙 江 工 程 学 院 学 报(自然科学版) 第19卷实时可调。这种调节是根据系统振动状态的变化利E(s)=U0(s)-X(s).(9)用外界能源和执行机构产生作用实现的。一般而言其中M1(s)、M2(s)是由初始条件决定的,当初始有两种调节方式
