動(dòng)力吸振器參數(shù)優(yōu)化及其主動(dòng)控制技術(shù)研究碩士論文

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1、分類號(hào):U27;U4610710-2012122029碩士學(xué)位論文動(dòng)力吸振器參數(shù)優(yōu)化及其主動(dòng)控制技術(shù)研究張多導(dǎo)師姓名職稱高強(qiáng)教授申請(qǐng)學(xué)位類別碩士學(xué)科專業(yè)名稱車輛工程論文提交日期2015年5月6日論文答辯日期2015年6月19日學(xué)位授予單位長安大學(xué)OptimizingtheparametersofdynamicvibrationabsorberandresearchingontheactivecontrolAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangDuoSupervisor：Prof.GaoQi

2、angChang’anUniversity,Xi’an,China摘要?jiǎng)恿ξ衿魇枪こ虒?shí)際中一種常用的振動(dòng)控制技術(shù)。被動(dòng)式動(dòng)力吸振器的參數(shù)優(yōu)化主要是通過PQ定點(diǎn)理論，但當(dāng)主系統(tǒng)存在較大阻尼時(shí)，該理論將不再成立，需要通過其他方式對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。被動(dòng)式動(dòng)力吸振器對(duì)于窄頻激勵(lì)有很好的減振效果，但對(duì)寬頻激勵(lì)的減振并不理想。主動(dòng)式動(dòng)力吸振器能在寬頻的范圍內(nèi)對(duì)主系統(tǒng)進(jìn)行減振，因此對(duì)于動(dòng)力吸振器的主動(dòng)控制技術(shù)研究具有非常重要的意義。本論文研究了動(dòng)力吸振器的參數(shù)優(yōu)化以及主動(dòng)控制技術(shù)。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）介紹了主系統(tǒng)無阻尼時(shí)動(dòng)力吸振器的基本原理和PQ定點(diǎn)理論，

3、以及最優(yōu)同調(diào)下吸振器的參數(shù)優(yōu)化。推導(dǎo)了主系統(tǒng)有阻尼時(shí)動(dòng)力吸振器的主系統(tǒng)振幅倍率表達(dá)式，并研究了吸振器質(zhì)量比、固有頻率比及阻尼比對(duì)主系統(tǒng)減振效果的影響。（2）討論了常用的智能優(yōu)化算法方法，如模擬退火算法、遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法的基本思想和優(yōu)化流程，為后續(xù)選擇合適的優(yōu)化算法提供了參考。（3）研究了振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率和阻尼比參數(shù)識(shí)別原理，建立了參數(shù)識(shí)別實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用參數(shù)識(shí)別理論對(duì)所要優(yōu)化的系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)，得出了主系統(tǒng)固有頻率、阻尼比以及動(dòng)力吸振器參數(shù)的變化范圍。采用粒子群優(yōu)化算法，以最小化主系統(tǒng)振幅倍率的最大值為目標(biāo)，對(duì)動(dòng)力吸振器的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。（

4、4）建立了主動(dòng)式動(dòng)力吸振器數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用線性二次型最優(yōu)控制的基本理論，通過Matlab/Simulink對(duì)主動(dòng)式動(dòng)力吸振器建模，分別用沖擊激勵(lì)、白噪聲激勵(lì)以及正弦激勵(lì)為激勵(lì)源進(jìn)行仿真，分析了吸振器對(duì)主系統(tǒng)的減振效果和在不同加權(quán)矩陣下主動(dòng)控制力的大小。綜上，對(duì)于通過主系統(tǒng)振幅倍率優(yōu)化動(dòng)力吸振器的參數(shù)和利用二次型線性最優(yōu)控制算法對(duì)動(dòng)力吸振器進(jìn)行主動(dòng)控制，能夠較好地提高吸振器減振性能。關(guān)鍵詞：動(dòng)力吸振器，參數(shù)優(yōu)化，粒子群優(yōu)化算法，主動(dòng)控制iAbstractThedynamicvibrationabsorber(DVA)hasbeenanimportantto

5、olforvibrationcontrolinengineeringapplications.TheparametersofapassiveDVAcanbeoptimizedbyusingthePQfixedtheory，butwhentheprimarysystemisdamped，itneedsotherwaytooptimizetheparameter.ThepassivevibrationDVAhasagoodperformanceunderanarrowbandexcitation,howeverithasapoorperformanceun

6、derawidebandexcitation.TheactiveDVAcanachieveabettervibrationattenuationoverafrequencyband,sostudyingtheactivecontroltechnologyforDVAhasimportantmeaning.ParameterOptimizingandactivecontrolmethodsforDVAarestudiedinthisthesis.Thethesisincludessomeaspectsasfollows:(1)Thefundamental

7、oftheDVAPQfixedpointtheory,aswellastheoptimizationdesignoftheDVAundertheconditionoftheoptimumrelativetuningareintroduced,whenprimarysystemisundamped.ThevibrationamplitudeamplificationratioexpressionoftheprimarysystemwithaDVAattachedisdeducedwhentheprimarysystemisdamped,andtheper

8、formanceoftheprimarysystemunderdifferentmassrat