振动控制的基本原理
振动开关原理
振动开关原理
振动开关是一种常见的电子元件，它在许多电子设备中被广泛应用。
振动开关的原理是基于振动传感器的工作原理，它能够通过检测物体的振动来实现开关的控制。
在本文中，我们将详细介绍振动开关的原理及其在实际应用中的作用。
振动开关的工作原理主要是利用振动传感器对物体振动的敏感性。
当物体受到外部力的作用而产生振动时，振动传感器会产生相应的电信号。
振动开关通过检测这些电信号的变化来实现开关的控制。
当物体处于静止状态时，振动传感器不会产生电信号，开关保持关闭状态；而当物体受到振动时，振动传感器会产生电信号，开关就会打开。
振动开关在实际应用中有着广泛的用途。
例如，在自动化生产线中，振动开关可以用来检测物体的运动状态，实现自动控制；在家用电器中，振动开关可以用来控制设备的开关，提高设备的智能化程度；在安防系统中，振动开关可以用来检测窗户或门的开关状态，实现对家庭安全的监控。
除了以上的应用领域外，振动开关还可以被广泛应用于其他方面。
例如，在交通信号灯中，振动开关可以用来检测车辆的通过情况，实现交通信号的智能控制；在医疗设备中，振动开关可以用来检测患者的生理状态，实现对患者的监护。
总的来说，振动开关作为一种常见的电子元件，具有着广泛的应用前景。
它的工作原理简单易懂，操作方便灵活，能够满足各种不同场景下的控制需求。
随着科技的不断发展，振动开关的应用范围将会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利和安全保障。
希望通过本文的介绍，读者对振动开关的原理及应用有了更深入的了解。
振动控制原理
振动控制原理
振动控制原理指的是通过对振动系统进行控制，降低或消除系统的振动，并使系统能够稳定工作的技术原理。
在振动控制中，一般会采用控制器和执行器来实现振动的监测和抑制。
振动控制的基本原理是通过合适的控制算法，根据振动系统的输入输出关系，对系统进行有针对性的控制，从而达到减小系统振动幅度和频率，提高系统的稳定性和运行效率的目的。
振动控制的核心思想是通过调节系统的力、位置或速度等参数，使系统的振动能量减小或分散到其他影响较小的频段中。
常见的振动控制方法包括被动控制和主动控制。
被动控制是指通过连接阻尼器、减振器等被动元件来消耗和分散振动能量，从而减小系统振动的幅度。
被动控制通常适用于频率固定的振动问题，而对于频率变化较大或需要更加精确的控制问题，主动控制则是更为有效的方法。
主动控制是指通过对系统输入信号进行实时调整和控制，实现对系统振动的主动抑制。
主动控制通常需要使用传感器来监测系统的振动状态，然后通过控制器对执行器进行控制，对系统进行实时调整。
主动控制方法通常包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。
振动控制的应用领域非常广泛，包括工程结构防振、车辆振动控制、航空航天、机器人、医疗设备等。
振动控制可以降低噪声、提高系统的稳定性和寿命，同时也可以提高系统的运行效率和精度。
尽管振动控制领域存在一些挑战，如控制算法的设
计、系统模型的准确性、实时性等问题，但随着技术的不断进步，振动控制技术在各个领域的应用前景仍然非常广阔。
手机振动原理
手机振动原理
手机振动是通过内部的电机或称为震动马达来实现的。
手机震动马达通常由一个旋转偏心圆盘和一个重力块组成。
当手机收到振动信号时，控制电路会将电流传送到震动马达的线圈中。
线圈中的电流产生了一个磁场，这个磁场与一个永久磁铁相互作用，使得线圈开始旋转。
在线圈的旁边，有一个固定的偏心圆盘。
当线圈旋转时，偏心圆盘也会随之旋转。
偏心圆盘的形状使得其在旋转时中心点会产生离心力。
这个离心力会传递给整个手机，使得手机产生震动效果。
在偏心圆盘的底部还有一个重力块。
这个重力块会随着偏心圆盘的旋转而不断地改变位置。
这种不断改变的位置可以增加手机震动的多样性和效果。
当振动信号结束时，电流会被切断，磁场消失，线圈停止旋转。
这样手机的震动也会随之停止。
总的来说，手机振动的原理是通过电机内部的旋转线圈产生离心力，并借助重力块实现震动效果。
这种振动机制可以让手机在接收到来电、短信或其他提醒时，以震动的方式让用户知晓。
机械振动的原理和控制方法
机械振动的原理和控制方法机械振动是指物体在弹性介质作用下，出现周期性的膨胀与收缩的现象。
机械振动广泛存在于工业、军事、天文等多个领域中，对于系统的稳定性、工作性能、安全性、寿命等方面都有着重要的影响。
因此，研究机械振动的原理和控制方法显得非常必要。
一、机械振动的原理机械振动是由于物体在弹性介质作用下，出现周期性的膨胀与收缩的现象。
这里主要涉及到两种形式的振动：一种是自由振动，即物体在没有外部作用下自然地振动；另一种是强制振动，即物体受外部强制作用而振动。
自由振动的原理：自由振动的主要原理是由于物体本身的初始形态造成的。
在没有外部作用时，物体会遵循自身特定的固有频率，反复执行某些动作。
这是由于物体受到扰动后，内部的弹性介质会将能量存储起来，随后再释放出来，从而使物体开始振动。
自由振动的特点是在系统中，没有外力或外干扰，其振动的幅度与频率都是恒定的。
强制振动的原理：另一种振动形式是强制振动，其原理是由外部的作用所引起。
通过施加一个外力，物体将发生周期性振动，并随之受到外力的影响。
此外，振动还可以通过参数的变化而被改变。
二、机械振动的控制方法机械振动对于工业生产、精密制造、核航天等领域的其他安全工程具有一定的风险。
因此，开发监控和控制机械振动的方法非常重要。
以下是三种常用的控制方法：1、主动控制主动控制是利用反馈控制来控制机械振动的方法。
它将传感器和控制器紧密结合，并利用控制算法来实现反馈控制。
主动控制可以在短时间内调整扰动力，避免波动的扩大。
这种方法多为闭环控制，实现快速响应和精密控制。
2、被动控制被动控制是通过设计结构或材料本身来抵消机械振动的方法。
例如，在应用中添加减振器、吸振器等来减少机械振动的影响。
被动控制的主要优点是不会引起额外的环境破坏。
3、半主动控制半主动控制通过结合主动控制和被动控制的特点来控制机械振动。
这种控制方法通常涉及添加补偿系统来调整扰动力。
比如，使用半主动液压隔振器来实现机械振动的控制。
机械振动控制工作原理
机械振动控制工作原理机械振动是指物体在静态平衡位置附近以一定频率和振幅进行周期性的来回运动。
在许多机械系统中，振动会带来诸多问题，例如噪音、磨损、疲劳损伤等。
因此，为了保证机械系统的正常运行和增强其工作寿命，我们需要采取相应的振动控制措施。
机械振动控制的核心原理是通过减小振动的幅值或改变振动的频率来达到控制振动的目的。
下面将介绍几种常见的机械振动控制原理及其应用。
1. 质量阻尼器质量阻尼器是一种常见的振动控制装置，其原理基于振动吸能材料的使用。
通过将质量阻尼器与机械系统相连，振动能量将被吸收和消散，从而减小振动传递到机械系统的幅值。
质量阻尼器常用于建筑物、桥梁和车辆等领域，能有效降低振动带来的不利影响。
2. 主动振动控制主动振动控制是通过采取主动控制手段在机械系统中引入与振动相位和幅值相反的力或位移，从而实现振动的减小。
主动振动控制系统中通常包括传感器、控制器和执行器等部件，传感器用于监测振动信号，控制器根据传感器信号实时调整力或位移的大小和方向，执行器则负责施加控制力或位移。
主动振动控制在航空航天、汽车和机床等领域得到广泛应用。
3. 被动振动控制被动振动控制是指采用被动元件来控制机械振动。
常见的被动振动控制元件包括阻尼材料、弹簧、质量块等。
通过选择合适的阻尼材料和弹簧刚度，可以有效吸收和控制振动能量的传输，减小振动的幅值。
被动振动控制通常适用于小型机械系统，如舰船、航空器等。
4. 振动吸振器振动吸振器是一种能够通过调整固有频率和阻尼系数来控制振动的装置。
其原理基于动态振动吸收系统，通过与机械系统耦合，吸收和消耗机械系统中的振动能量，从而减小振动幅值。
振动吸振器常用于建筑结构、桥梁和振动源机械等领域。
总结机械振动控制工作原理主要通过减小振动幅值或改变振动频率来达到控制振动的目的。
常用的控制方法包括质量阻尼器、主动振动控制、被动振动控制和振动吸振器等。
通过深入研究振动控制原理和应用，我们可以更好地理解和解决机械系统中的振动问题，提高机械系统的工作效率和可靠性。
振动主动控制的基本原理
振动主动控制的基本原理振动主动控制的基本原理，哎呀，听起来好高深对吧？其实不然，咱们来聊聊这个话题，轻松又幽默，保证你听了之后恍若一阵春风拂面，心里暖暖的。
振动这个东西，真是无处不在，想想你坐的椅子，走的路，还有你心爱的手机，随时随地都在给你送上各种震动体验。
你是不是觉得生活中好多东西都跟振动扯上关系？没错！振动控制，简单来说，就是管理这些“抖动”，让它们不至于影响我们的生活和工作。
想象一下，家里的洗衣机在高速旋转时，整个地板都跟着它摇摆，这可不是什么好事。
如果不控制好，那可真是让人崩溃的场景。
就像你在外面聚会时，耳边总有一种“嗡嗡”的声音，真想让它安静下来。
这时候，振动主动控制就派上了用场。
它通过各种高科技手段，像是给机器加了一双“耳朵”，能及时察觉到振动的变化，立马采取措施，把不必要的振动给压下去，省得你受罪。
说到这里，不得不提一种神奇的装置，那就是“传感器”。
嘿，这小家伙就像是机器的“神经末梢”，随时在监测周围的环境。
它们能感知到任何微小的变化，比如说某个零件开始抖动，那可不能让它任性下去。
于是，控制系统会立刻启动，像个贴心的小助手，调整机器的运行状态，确保一切正常。
是不是感觉有点像科幻电影里的情节？不过，这可都是现实，真的很酷！然后我们得说说反馈控制。
这是个牛逼的概念，听着可能有点晦涩，但实际上它就是个“闭环”操作。
简单点说，就是机器在做什么，控制系统会实时监测，然后自动调整。
就像你在打篮球，投篮的时候看到球飞向篮筐，立马调整自己的姿势。
这样一来，振动就能被精准控制，真是让人拍手叫好。
振动主动控制并不是万能的，偶尔也会出现“意外”。
比如说，某些环境因素会影响到传感器的效果，甚至让机器产生意外的震动。
这就像你和朋友聚会时，有个小伙伴突然开始唱歌，大家都吓了一跳。
这个时候就需要更高级的技术来应对，比如算法和数据分析。
这些高科技手段就像是大厨的秘密调料，让你的机器不再“发疯”。
现在咱们来说说实际应用。
振动开关原理
振动开关原理
振动开关是一种常见的传感器，它可以通过物体的振动来探测物体的状态，从而控制设备的开关。
振动开关原理是基于物体的振动会导致开关内部的金属球或弹簧产生振动，从而触发开关的开闭动作。
振动开关的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 结构组成：振动开关一般由金属球、弹簧、接点等部件组成。
当外部物体振动时，金属球或弹簧会受到振动力的作用而产生位移，从而触发接点的开闭动作。
2. 振动传感：振动开关内部的金属球或弹簧可以视作一种振动传感器，当外部物体振动时，这些部件会感受到振动力的作用，从而产生相应的振动响应。
3. 接点触发：振动开关内部的金属球或弹簧在受到振动力作用时，会触发接点的开闭动作，从而实现设备的控制开关。
4. 应用领域：振动开关广泛应用于各种设备中，如安防系统中的震动报警器、智能家居中的振动感应灯等，以实现对设备状态的监测和控制。
总的来说，振动开关利用物体振动产生的力来触发接点的开闭动作，从而实现设备的控制。
其工作原理简单直观，应用领域广泛，是一种常见的传感器设备。
解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类
2，解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类。
工程中的隔震（振）分两种情况：（书本内容）（1）阻止振动的输出。
（主动隔震）（2）阻止振动的输入。
（被动隔震）第一种隔振情况实际上是力的隔离，即使动力机器产生的不平衡力或地铁车辆产生的冲击力降低，不传入或减少传入到地基中。
第二种隔振情况实际上是基底振动的隔离。
隔震的原理：隔震的基本思想就是在建筑与基础之间设置一个柔软的隔震层，利用水平刚度相对很小的隔震装置减少地震对上部结构的作用。
在建筑的上部与下部结构之间设置隔震支座，当发生地震时，隔震支座上下结构发生相对水平位移使隔震支座发生弹性变形耗散能量、使结构的基本周期由常规的0.3s～1.2s延长至隔震结构的2.0s～4.0s、使上部结构的震动近似为缓慢的“整体平动”和使结构处于弹性状态，从而地震作用大大减少。
建筑隔震的分类：1，按技术类型划分：1）叠层橡胶支座隔震技术2）摩擦滑移隔震技术3）滚动隔震技术4）碟形弹簧竖向隔震技术5）复合隔震技术2，按隔震层位移划分：1）基础隔震2）层间隔震3）大跨空间屋架或网架支座隔震4）房屋内部局部隔震消能减震的原理：结构消能减震技术是在结构某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接构件）设置耗能（阻尼）装置（或元件）。
在主体进入非弹性状态前装置（或元件）率先进入耗能工作状态，通过该装置产生摩擦、弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）滞回变形来耗散能量或吸收地震输入结构的能量，以减少主体结构的地震反应。
耗能元件分为：1）数度相关型耗能元件，如线性粘滞或粘弹性阻尼器。
2）位移相关型耗能元件，如金属屈服型或摩擦型阻尼器。
3）调谐吸震型耗能元件，如TMD，TLD。
振动控制原理：在工程结构的特定部位装设某种装置(例如隔震垫等)或某种机构(例如消能支撑、消能剪力墙、消能节点、消能器等)或某种子结构(例如调频质量等)或施加外力(外部能量输入)或调整结构的动力特性，使工程结构在地震(或风)的作用下，其结构的动力响应(加速度、速度、位移)得到合理的控制，确保结构本身及结构中的人员仪器设备的安全和处于正常的使用环境状况。
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B 图1-1
振动控制的基本原理
（1）电动台的工作原理及框图
载流导体载磁场中受电磁力的作用而运动，根据电磁学的基本原理，一段载流元dI
放在磁场中（见图1-1）
所受的电磁力可用下式
表示Df=BId ℓsin （d ℓ^B ）
式中B 一载流导体所处
磁场的磁通（Gs ）I 一载
流导体的电流有效值
（A ）dI ^B 一电流元与V 的夹角载振动台的设计中d ℓ^B=90°则sin （d ℓ^B ）=sin90°=1∴df=BId ℓ整个驱动动圈的线圈式由无数小电流元组成的因此动圈所受的力F 为
F=∫ℓ 0BId ℓ=IB ℓ………(1-1) ℓ…………动圈的有效长度
显然，在上式中，当振动台与定型时B ℓ为定值则F αI 因此，当动圈上通过的电流I 以正弦规律变化，即产生所谓振动。
由（1-1）式可知
振动台的激振力大小取决于I 、B 、ℓ三个参数的打小，气隙磁通B 的大小式不能无限制地增加的，当采取恒磁场时，B 一般为6000Gs 一7000Gs ，当采用单磁场励磁时，B 一般在13000Gs 左右，采用双
图1-2
动台体体积大小限制。
如果要增加激振力，则要增加动圈驱动电流I 的大小，而I是由功率放大器提供的，也就要增大功率放大器输出的大小。
为了表明由功率化为激振力的能力，人们常用数来表达，它定义为每产生一公斤的激振力所需功率放大器的瓦数，称为该振动台的力常数。
在振动台的应用中常用下列量纲
I…………安培（A）
ℓ…………厘米（cm）
B…………高斯（Gs）
F…………公斤力（kgf）
则（1-1）改写成
F=2x10-7IB ℓ……………………1—2
（2）电动台的框图及各部件作用
电动台的框图如图1-2所示
各部分的主要作用是：
信号发生器：提供振动台所需的控制电流。
功率放大器：把信号发生器提供的电流和电压进行放大，供给
振动台足够的电流和电压。
励磁电源：为振动台提供强大的磁场所需的直流电源。
振动台体：是振动台的振动源，在这里产生振动。
测量与控制系统：用以测量振动量值的大小，并对振动台进行各
种控制（如定加速度扫频、定位移扫频等）。
振动形式及振动方式
1振动：
（1）振动是物体围绕平衡位置进行的往复运动的一种形式。
通常用一些物理量（如位移、速度、加速度等）随时间变化的函数来表达振动的时间历程。
或者说，振动可以认为是一个质点或物体相对于一个基准位置的运动。
当这个运动在一定的时间间隔后仍精确地重复着，我们称之为周期振动。
周期振动可以用它的振动位移x（t）为时间t 的函数关系来表示
X(t)=x(t+T)
周期振动的波形可以是各种各样的，最简单的形式是简谐振动，当把它按时间函数描绘成曲线时可以用图2-1的正弦曲线表示
t
图2-1周期振动的时间历程
图中T 代表周期，即两个相邻的完整的运动状态所经历的时间。
周期的倒数称为频率
ƒ=T
1
2振动的分类
（2-1）按振动产生的原因分
自由振动：当系统的平衡破坏、只靠其弹性恢复力来维持的振动。
振动频率就是系统的固有频率。
当有阻尼时，振动逐步
衰减知道停止。
t
图2-2周期振动的时间历程
动。
振动的特性与外部施加的激振力的大小、方向和频
率有关。
自激振动：由于系统具有非振荡性能源和反馈特性，从而引起的一种稳定的周期性振动。
振动的频率接近系统的固有频
率。
（2-2）按振动的规律分
正弦振动
（或称简谐振动）：能用正弦（或余弦）函数描述其运动规律的周期
性振动，振动的幅值和相位是随时间变化，并可
以预测。
随机振动：不能用简单的函数（如正弦函数、余正弦函数、余弦函数等）或其简单组合来表达其运动规律，而只能用统计
方法来研究的非周期性振动。
振动的瞬时幅值事先必能
精确地判断、但可以用随机过程来描述。
其中还有随机加随机、随机加随机在加随机、正弦加随机加随机、正弦加随机。
（2-3）按振动的自由度数目分
单自由度振动：确定系统在振动过程中任何瞬时的几何位置
只需要一个独立的坐标
多自由度振动：确定系统在振动过程中任何瞬时的几何位置
需要对多个独立的坐标。
正弦振动用下述数字方程式描述
X=X m sin(ωt+φ)式中ω=2πƒ为角频率
T 时间
φ初相角
X m 质点离开基准的最大位移（亦称单振幅位移） 振动的大小通常可用振动参数如频率、位移、速度和加速度等不同
量值来表示，只要是正弦振动规律，各参量就有固
定的数学关系。
由于运动质点的速度是位移对时间
的变化率，所以振动速度V 可以将位移函数求导得
到 V=dt dx =ωX m cos ωt=ωX m sin(ωt+2π)= V m sin(ωt+2
π) 式中V m=ωX m=2πƒX m
同样，运动质点的加速度a 是速度对时间的变化率 A=dt
dv =ω2X m sin(ωt+π)=a m sin(ωt+π) 式中a m=2πƒ2v=ω2X m =4π2ƒ2X m
在振动的描述中，常用下列量纲
X m ——毫米（mm ） 振幅X m -1mm （单振幅）
a m ——重力加速度（g ） g=9.8m/s 2
f ——赫兹
随机振动中的随机推力的计算
F r=∑m·a rms
式中：F r为随机激振力
∑m运动系统的质量总和
a r.m.s随机振动的加速度总平方根
总平方根值的计算方法
随机振动功率谱均方根值是其谱密度曲线下的总面积的开方
Sxx(ω)dω
E(X2)=⎰∞
-
∞
式中：Sxx(ω)…………谱密度函数
E(X2)…………功率谱均方根
总均方根值a r.m.s是均方值E(X2)的正平方根
a r.m.s=)2
E
(X
计算加速度的均方根值G r.m.s
G r.m.s=E
+
+
A+
+
D
C
B
3振动台的选型
（1）根据被试产品（含夹具）的质量和正弦振动的最大加速度值（或随机振动的均方根值）的乘积、加30%余量确定额定激振力。
（2）根据试验规范的频率范围选择振动台的上、下限工作频率。
（3）当试验需要做水平振动时应配置水平滑台。
（4）试验的其它规范，例如最大位移、最大速度、最大承载能力
以及根据试件尺寸大小是否应配置垂直扩展台面（扩展台面的工作频率）等。
4工装夹具设计基本原则
（1）当试件体积比较小，而且形状比较规则时，试件可以用螺杆、压板的方式把试件牢牢的固定在振动台面。
但当试件体积较大，而且形状复杂时，这种固定方法显然很困难，这时需要制作夹具，因此实际上夹具是试件与振动台面连接的过度体，其功能是将振动台的振动和能量不失真的传递给试件。
（2）对试件夹具的要求
3-1振动各部分传递关系图
要想把振动台面上的振动不失真地通过夹具转到试件上，也就是说希望试件上测得的加速度值与振动台面上测得的加速度值完全一样，理论上夹具必须是一刚体才能做到。
而实际上是不可能的，可见夹具对振动试验的影响是很大的。
由刚度和形状决定的夹具一阶共振频率的大小将直接限制振动试验系统工作的上限频率。
夹具的设计是一门技术，对它的要求是比刚度尽可能大，也希望刚度大而重量轻。
从夹具的材料、结构、形状和制造工艺三方面考虑。
为了提高夹具的一阶共振频率，一般选择A3刚材料，A3刚强度高但重量重（比重为7.8kg/dm3）。
在同等激振力情况下，较重的夹具意味着振动台产生的加速度减少。
选择铝合金（或美铝合金）重量大大降低（比重为2.7kg/dm3或1.8kg/dm3），刚度不如A3，但可以加大材料厚度，形状上采用箱型结构、半球结构、封闭式结构以及胫板结构，在制造方法上采用整体铸造、焊接工艺都能提高夹具的刚度，进而提高夹具的一阶共振频率，扩大试验系统的使用范围。
4-1直九WA夹具
图4-1我们自己设计的直九W A夹具，材料用铝合金，整体焊接，其刚度较高重量轻，改变方向时装卸方便。
我们在试件上分别A-B两点上做了试验,采取了数据。
A
B
左图是直九W A夹具数据，右图是振动台台体数据。
夹具A点50hz
台体50hz 夹具B点50hz
夹具A点100hz
台体100hz 夹具B点100hz
A点500hz
台体500hz B点500hz。