一种非完整振动保护系统的动力学模型(IJISA-V10-N10-3)

合集下载

关于周期系数系统的李雅普诺夫指数辨识(IJISA-V10-N11-1)

关于周期系数系统的李雅普诺夫指数辨识(IJISA-V10-N11-1)
I.J. Intelligent Systems and Applications, 2018, 11, 1-10
Published Online November 2018 in MECS (/) DOI: 10.5815/ijisa.2018.11.01
About Lyapunov Exponms with Periodic Coefficients
Nikolay Karabutov
Moscow Technological University (MIREA)/ Department of Problems Control, Moscow, Russia E-mail: kn22@yandex.ru, nik.karabutov@ Received: 08 May 2018; Accepted: 15 July 2018; Published: 08 November 2018 Abstract—Lyapunov exponents (LE) identification problem of dynamic systems with periodic coefficients is considered under uncertainty. LE identification is based on the analysis of framework special class describing dynamics of their change. Upper bound for the smallest LE and mobility limit for the large LE are obtained and the indicator set of the system is determined. The graphics criteria b

17809227_柔性显示器用InGaZnO薄膜的第一性原理研究

17809227_柔性显示器用InGaZnO薄膜的第一性原理研究
n—O 键(
2.
172Å)比 Zn—O 键(
2.
021Å)长,所以掺杂
I
n 后晶格常数 a、
c均增大,且随着I
n 掺杂含量提 高 增 速 较 快。与 此 相 对,晶 胞 在 掺 杂 Ga 后,晶 格 常 数 a
先大幅度减小,随着掺杂含量增加减小的幅度变小,出现该现象的原因是掺杂 Ga含量少时,由于 Ga 原子
应用前景。天然的 ZnO 薄膜通常会产生氧 空 位 和 锌 间 隙 等 一 些 本 征 缺 陷,这 些 缺 陷 使 其 呈 现 n 型 导 电
[ ]
性,所以 n 型掺杂较易实现,通过掺杂I
I
IA 元素如I
n、
Ga 等可获得 I
nGaZnO(
IGZO)薄膜 1-3 。它是一种
[]
透明半导体薄膜,具有优良的电学、光学特性,可望用来替代传统的(
导致其晶胞体积与未掺杂的相比减 小 了。这 种 在 不 同 方 向 上 晶 格 参 数 不 同 的 变 化 趋 势 是 由 于 掺 杂 元 素
Ga的价电子排布造成的。
表 1 纯 ZnO 单胞的晶格常数和内聚能

a
项目
计算值
3.
284
5.
295
实验值 [8]
3.
249
5.
216
其它理论值 [9]
3.
第 31 卷
第1期
2018 年 3 月
石家庄铁道大学学报(自然科学版)
Vo
l.
31 No.
1
JournalofShi
iazhuangTiedaoUniversi
ty(NaturalScienceEdi
t
ion)

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

第 37 卷第 4 期2024 年4 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 37 No. 4Apr. 2024风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制罗一帆1,2,孙洪鑫1,2,王修勇1,2,陈安华3,彭剑1,2,左磊4(1.湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭 411201; 2.湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室,湖南湘潭 411201; 3.湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭 411201;4.美国密歇根大学船舶海洋工程系,美国安娜堡 48109)摘要: 海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。

为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机‑TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。

基于H∞算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。

对风机‑TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。

结果表明:最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。

关键词:振动控制;海上半潜漂浮式风机;多体耦合动力学模型;分布式调谐质量阻尼器;参数优化中图分类号: TB535;TK83 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523(2024)04-0565-13DOI:10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.04.004引言随着全球变暖的加速和人们环境保护意识的增强,可再生清洁能源的生产和使用变得越来越重要,其中海上风能因其风速高、风力稳定、对环境影响小等优点受到广泛关注。

基于MOEMS敏感结构的非本征F-P干涉仪式光纤声压传感器

基于MOEMS敏感结构的非本征F-P干涉仪式光纤声压传感器
摘 要 :随着声学探测技术的不断进步,对声压传感器提出了高精度、小型化、抗电磁干扰能力强 和易批量生产等要求。研 制 了 基 于 微 光 电 子 机 械 系 统 (M O E M S ) 敏 感 结 构 的 非 本 征 FabryPerot (F-P ) 干涉仪式光纤声压传感器。利 用 圆 片 级 集 成 技 术 实 现 M O E M S 敏感结构与光学腔 室的高精度对准,大大提高了传感器的一致性。声压传感器的声学性能测试结果表明,其具有高 灵敏度和良好的线性响应度,信噪比达 到78. 3 dB,实现了对声压信号的优良响应。此 外 ,该传 感器既具有光纤传感技术精度高和抗电磁干扰能力强等优点,又具备了微电子机械系统 (M E M S ) 体积小和易批量生产的优势。 关键词:微 光 电 子 机 械 系 统 (M O E M S ); Fabry-Perot (F-P ) 干 涉仪 ;光纤传 感;声压传感器; 圆片级集成技术 中图分类号:T P 212; T H 703 文献标识码:A 文章编号: 1671-4776 (2021) 07- 0627-06
解 涛 1,杨 志 U 2 ,王 文 军 “3 ,吴 宇 4 ,刘 涛 4
( 1 . 中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄 050051; 2 . 专用集成电路重点实验室,石家庄 050051;
3 . 北京麦特达电子技术开发有限公司,北 京 100080; 4 . 电子科技大学信息与通信工程学院,成都 611731)
1 EFP I 基本感知原理是通 过 声 - 光 - 电 转 化 还 原 初 始 声 音 信 号 。 目前,
628
解 涛 等 :基 于 M O E M S 敏 感 结 构 的 非 本 征 F-P 干 涉 仪 式 光 纤 声 压 传 感 器

非完整单足跳跃机器人姿态运动控制的样条逼近方法_杨莉莉

非完整单足跳跃机器人姿态运动控制的样条逼近方法_杨莉莉

u1/rads
0.06 0.04 0.02 0 0 1 2 3 4 5
u2/rads
4 基于样条逼近的算例仿真
以单足跳跃机器人模型为算例,如图1所示。设 定系统的质量几何参数为: m = 10kg , l = 0.5m , d = 0.5m , I = 16.66kg ⋅ m 2 。 仿真实验时,取T=5s,将[0,T]进行5等份,令 控制输入的初值和终值均为零 , 则每个控制输入
0 -0.2
0.3 0.25 0.2
踪两个 “ 极值 ” 来更新自己 , 分别是当前个体粒 子所找到的局部极值Pi和当前整个群体所找到的全 局极值Pg。在迭代进化时,按如下两个公式[10]分别 更新每个粒子的位置和速度:
其中 w 为惯性因子 ; c1 , c2 为加速因子 , 其取 值为正常数 ; r1 , r2 为 [0,1] 之间均匀分布的随机 数 ; 粒子的第 d (1 ≤ d ≤ D) 维的位置和速度变化均 有固定取值范围 , 在迭代时 , 若粒子的位置和速 度超过边界范围则取边界值。 应用于非完整单足跳跃机器人系统姿态运动 规划的粒子群优化算法,其计算步骤如下: 1)初始化粒子群。初始化粒子群的参数 ,在取值范围内随机初始化每个 粒子的位置Xi和速度Vi,记录当前各粒子的Pi以及群 体的Pg。根据式(6)计算每个粒子目标函数值。 2 ) 更新粒子速度和位置 。 根据式 ( 7 ) 和式 (8)更新粒子的速度和位置。 3)判断是否需更新目标函数值。根据式 ( 6 ) 计算每个粒子的目标函数值 。 如果当前的 目标函数值优于更新前的目标函数值 , 则更新目 标函数值 。 若所得的 Pi和 Pg值优于更新前的 Pi和 Pg 值,则更新Pi和Pg值。 4) 检验终止条件。若程序达到预先设定的最 大迭代次数 , 则终止程序并输出最优解 , 否则转 到步骤2)继续迭代直到到达最大迭代次数。

一种航空发动机整机振动模型支承刚度的辨识方法

一种航空发动机整机振动模型支承刚度的辨识方法

SVM用一个非线性映射!将输入向量映射到一个
第32卷第3期 2019年6月
振动工程学报
Journal of Vibration Engineering
Vol. 32 No. 3 Jun. 2019
一种航空发动机整机振动模型支承刚度的辨识方法
屈美娇,陈果
(南京航空航天大学民航学院"江苏南京210016#
摘要:提出了一种航空发动机整机振动模型支承刚度识别的方法%首先,建立航空发动机整机动力学模型,将支承 刚度和安装节刚度视为待优化的连接刚度,然后通过有限元仿真计算,得到在不同连接刚度下各阶整机固有频率% 以支持向量机构造从各支承刚度到各阶固有频率的回归函数%接下来,采用遗传算法进行目标优化,以整机真实 固有频率(可通过模态试验获取)为基础,建立遗传算法适应度函数,利用实数编码,最终识别得到整机各处连接刚 度%以带机匣的航空发动机转子试验器为算例进行方法验证,根据整机模态试验结果,进行了支承刚度和安装节 刚度识别,结果表明了该方法的有效性%
度分析& (3) 根据灵敏度分析结果挑选出灵敏度较高的
刚度参数进行辨识; (4) 在各待识别的刚度范围内选择典型的刚度
值,进行有限元模态计算,以得到不同刚度组合下对 应的模态频率。计算若干组合刚度下的模态频率, 并进行整理,形成各刚度值组合状态与其对应的模 态频率的样本集合&
(5) 对样本集利用支持向量回归,获取各刚度值 到整机各阶模态频率的显示函数关系&
关键词:航空发动机&整机振动&模型修正&连接刚度&刚度辨识
中图分类号:V231.92
文献标志码:A
文章编号: 1004-4523(2019 03-0490-11

基于多体系统动力学的虚拟样机技术名词解释

基于多体系统动力学的虚拟样机技术名词解释

基于多体系统动力学的虚拟样机技术名词解释
基于多体系统动力学的虚拟样机技术(Multibody System Dynamics-Based Virtual Prototype Technology)是一种基于计算机仿真技术,使用多体系统动力学原理构建物理模型,模拟正在设计的机械系统的动态行为,以达到验证设计的目的和优化设计的效果。

其中,多体系统动力学是机械系统动力学研究的重要分支,研究物体之间相互作用的运动学和动力学特征,以及这些特征随着时间变化的关系。

在虚拟样机技术中,可以使用多种软件工具来进行模拟和分析,如ADAMS、LMS b等。

通过在虚拟环境中进行测试和优化,可以减少所需的实际测试次数和制造成本,同时缩短工程开发周期。

虚拟样机技术已经被广泛应用于汽车、航空、机械等产业中。

多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究

多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究

多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究作者:谭江平王光庆鞠洋来源:《振动工程学报》2021年第04期摘要:為了提高非线性双稳态压电振动能量采集器的输出性能,提出了一种基于磁⁃机⁃压电耦合的非线性多稳态振动能量采集器,通过在双稳态压电振动能量采集器模型基础上增加一对外部磁铁,构造了具有四个稳态的非线性压电振动能量采集器。

利用磁偶极子理论建立了采集器悬臂梁末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型;利用Hamilton原理和Raleigh⁃Ritz 方法建立了四稳态压电振动能量采集系统的分布参数机电耦合动力学模型;仿真分析了磁铁水平间距和外部磁铁间距等参数对系统非线性磁力、非线性分岔特性和动力学特性的影响。

制作了四稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了样机性能测试平台,实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。

研究结果表明四稳态压电振动能量采集器可以在低激励水平作用下显著提高能量收集效率,且具有较宽的工作频带。

关键词:机电耦合动力学; 多稳态压电能量采集器; 非线性磁力引言压电振动能量采集器是一种利用压电陶瓷正压电效应将环境中的振动能量转换成电能的新型机电器件,因其具有绿色环保、结构简单、寿命长、能量转换效率高等优点,广泛应用于微机电系统、便携式电子设备和无线通信与传感网络中[1]。

典型的压电振动能量采集器是由压电单晶或双晶悬臂梁构成的线性谐振式振荡器。

当采集器谐振频率与环境振动频率一致时,采集器产生谐振,导致压电片形变而产生输出电荷[2⁃6]。

为了拓宽线性压电能量采集器的工作频率范围,且有效地采集环境振动能量,提出了一种由非线性磁力构成的双稳态压电振动能量采集器(Bi⁃stable Piezoelectric Energy Harvester,BPEH),仿真与实验均证明非线性磁力的引入极大地增加了能量采集器的工作频带和输出性能[7⁃10]。

但BPEH的两个势阱之间的间距小、势垒高度大,导致其输出性能大大降低,特别是当环境振动能量较小,不足以克服势垒的阻碍时,BPEH被限制在某个势阱内做小幅值的阱内运动。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

unit normal vector n to the inner surface of the spherical recess at the point B .
n


1 R


Байду номын сангаасxB ;
yB
;
zB

R
(2)
We also write the expression for the first derivative of the unit normal vector n in the case of translational motion of the supporting body. Differentiating expression (2), we obtain:
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine E-mail: oleshchenkoliubov@
Received: 11 June 2018; Accepted: 02 August 2018; Published: 08 October 2018
21
II. STATEMENT OF THE PROBLEM
The motion of a homogeneous heavy ball without sliding along the inner surface of a movable spherical cavity of the supporting (carrying) body is considered. In this case, the motion of a supporting body with a spherical cavity in space is carried out translationally in accordance with the given functions of time – translational movements of the vertex of the indicated spherical recess (Fig. 1).
Abstract—Dynamic behavior of a heavy homogeneous sphere in a spherical cavity of a supporting body that performs specified translational movements in space has been studied. Using the Appel formalism, the equations of ball motion in a moving spherical cavity without slip are constructed and a numerical analysis of the evolution of the ball motion is carried out.
Prior to this, the close problems of nonholonomic mechanics [8 – 9, 14 – 15] on the rolling of a heavy homogeneous ball without sliding along fixed surfaces of the second order (sphere, horizontal and vertical cylinders, vertical cone and paraboloid of revolution, triaxial
ellipsoid) are of theoretical importance. In [4 – 6], the dynamic effects that arise when the ball rolled along a plane and a sphere rotating about a vertical axis were investigated. In [10, 13, 17 – 19], problems of the dynamics of rolling systems with practical value were investigated. In the books [1, 8, 20] formulas are derived for determining the natural frequency of the plane oscillations of a homogeneous sphere (cylinder) in a stationary spherical (cylindrical) recess. Also, roller absorbers are successfully used to suppress the so-called "dance" (galloping) of wires of powerful power lines, as well as for seismic protection of buildings [8]. In work [10] dynamic behavior of ball shock absorbers of longitudinal shocks was studied in the complex transport system, which are used on railway platforms for the carriage of particularly fragile loads. In [16], the formulation of the problem of controlled motion of a thin homogeneous disk, which rolls along a horizontal plane without slip, is considered. This problem is formulated and solved in the framework of the theory of optimal control. In the reports [12, 21, 22] of Chinese scientists, the results of studies on the effectiveness of the effect of roller absorbers (VBA type) on the level of dynamic loads acting on the blades and racks of powerful wind farms are presented. In work [23], some basic drawbacks of ball absorbers of VBA type in the region of vibration damping of low-frequency oscillations of flexible highaltitude structures were noted.
As can be seen from this short review, roller absorbers and shock absorbers are in demand in various fields of technology and the national economy. The tasks of damping vibration, associated with their study and use, are new, diverse and topical from a scientific point of view.
I. INTRODUCTION
The investigation of the problem considered in this article is due to the fact that recently a large number of seismic and damping devices have appeared, the effect of vibration protection of which is based on the use of special bearing supports that realize nonholonomic ties. In such systems, the effect of vibration protection is achieved by providing significant relative displacements of incommunicable bodies with rolling without sliding along the supporting surfaces of mobile bearing bodies [7 – 12, 17 – 19, 21 – 23]. In this case, the motion of the supporting bodies is either specified as a function of time, or completely determined by the joint motion of a system of coupled solids.
Ivan Dychka
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine E-mail: dychka@pzks.fpm.kpi.ua
Ruslan Hadyniak
I.J. Intelligent Systems and Applications, 2018, 10, 20-26
相关文档
最新文档