摘要：针对传统动力吸振器"窄带"缺陷,设计了一种新型的变质量-负刚度动力吸振器,从而可以使吸振器具有较好的低频有效性。建立变质量-负刚度动力吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理;搭建了变质量-负刚度动力吸振器试验台,编制了PID控制程序;对吸振器减振性能进行了动力学仿真和试验研究。研究结果表明,所设计的吸振器连续可调,有效频带比传统吸振器频带宽了17.3%。

摘要：轴向运动结构是一类广泛使用的工程传送元件,而在传送过程中常常包含质量运动或者质量变化,质量的运动或改变和轴向运动间相互耦合作用,使结构的振动更加突出.为满足轴向运动机构高精度准定位的需求,围绕含变质量构件的机械臂结构,开展变质量-轴向运动耦合作用结构的振动主动控制研究.首先基于Galerkin法和模态叠加法建立了变质量-轴向运动压电梁的控制方程,然后针对系统的时变特性,设计LQG控制器对系统进行振动主动控制,并分析了多种工况下结构的振动抑制问题,最后采用Choi-Williams分布将信号在时频域上分解,分析了控制前后系统的时频特性.数值分析表明,施加LQG控制后,系统的横向振动在相关频率内都得到了有效的抑制,使用Choi-Williams分布可以准确反映系统振动频率与振动能量随时间的变化规律.通过研究含时变参数的轴向运动结构的运动特性和振动主动控制,对于智能机械臂结构设计具有一定指导意义.

摘要：机械臂结构通常用来搬运或者传输物品,而质量在传递过程中可能移动或者改变大小,因此这类结构属于典型的变质量结构,含质量构件的机械臂通常被简化为附加集中质量或附加变质量的柔性杆梁结构。以含变质量构件的压电梁结构为研究对象,从材料的本构方程出发,使用模态叠加法推导了粘贴有压电片的变质量-柔性梁结构的控制方程,通过计算仿真得到变质量时变系统的瞬态响应,分析了变质量-柔性梁结构的振动特性和运动规律,然后开展变质量柔性梁结构的振动主动控制研究;针对系统的变质量时变特性,设计模糊PID控制器对含变质量单元的柔性梁结构开展了振动主动控制研究,考虑了多种工况下系统的振动抑制问题;鉴于FFT在非平稳信号分析中的不足,使用时频分析技术将信号在时间-频率域上分解,得到了信号在时频域上的能量分布信息,更加准确的比较了控制效果。数值仿真表明,由于系统的变质量特性,系统没有固有频率,而是以共振频率带的形式出现;PID控制和模糊PID控制两种算法都可以实现系统的振动抑制,但是使用模糊自整定PID控制器,鲁棒性高,自适应性强,通过改进PID控制器的参数,可有效的提高控制效果。

摘要：在建立变质量碰撞振动系统的动力学模型时,将自由质量与主系统之间的不连续碰撞过程等效为弹簧刚度和粘性阻尼的连续作用,并以分岔和混沌理论为基础,通过数值法分析了激振频率对变质量碰撞振动系统动态特性的影响。研究表明,以频率比作为控制参数时,系统的振动响应经历了由周期运动—混沌—周期运动变化的过程。该研究方法为颗粒碰撞阻尼振动系统的分析和设计提供了理论参考。

摘要：文中建立了一种矢量形式的变质量鱼雷六自由度(6DOF)运动数学模型。在现有的水下航行器的运动模型基础上,充分考虑了燃料消耗等原因对于鱼雷运动的影响。同时,采用矢量形式,使得所建立的方程形式简洁并易于数值计算与仿真的实现,对于变质量水下航行器的设计与分析工作具有重要的意义。

摘要：在镗削加工过程中镗杆处于悬臂状态导致整体刚度较低,易产生振动,影响加工精度及表面质量,严重时甚至导致零件报废,如何减小振动是镗削加工亟待解决的问题。提出了一种安装变质量吸振器的新型减振镗杆。建立了减振镗杆的动力学模型,分析了激振频率与吸振块质量对减振镗杆减振性能的影响规律。提出通过调吸振器吸振块质量对减振镗杆的减振性能进行调节,从而使减振镗杆的减振性能达到最佳的减振镗杆减振性能调节方法。最后通过分析在不同吸振块质量下主系统的位移变化情况对所提出的减振镗杆的减振性能进行了验证。研究结果对所提出的新型减振镗杆的设计、加工参数的选择及减振镗杆减振性能的调节具有指导意义,为减振镗杆的设计提供了新的设计思路。

摘要：针对空中加油任务中无人作战飞机(UCAV)的位置保持问题,进行了变质量UCAV的动力学建模与控制律设计。综合考虑了燃油传输对UCAV质量、惯性矩阵和质心位置的影响,基于相对惯性系的状态变量,推导了UCAV的动力学方程。建立了一个简单的油箱模型来模拟加油过程,设计了H∞最优控制律来实现UCAV的位置保持。通过非线性仿真,分析了燃油传输带来的动力学影响,仿真结果验证了模型的有效性和控制律的性能。

摘要：为抑制空中加油给飞机带来的变质量影响,将质量的变化等效为对飞机的干扰力和干扰力矩,建立了变质量飞机的一般动力学模型,并经过小扰动线性化得到飞机带干扰的纵向状态方程。采用比例积分观测器(PIO)对干扰进行观测,基于观测值设计了补偿控制器以实现对变质量干扰的抑制。以受油机为例进行计算机仿真,结果表明,该模型有效地反映了变质量受油机的动力学特性,干扰补偿控制器能够实现对变质量受油机的精确控制。

摘要：由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别 ,可以预知常规水平管流的压降计算方法对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。本文对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程 ,考虑管壁存在入流或出流对于分层流流型压降的影响 ,得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。同时 ,设计并建立了水平井筒流体流动模拟实验装置 ,在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的压降实验研究 ,获得了大量的实验数据。实验数据和理论计算结果吻合很好 。

摘要：运用拟三维原理 ,提出了用于计算地层刚性渗流、弹性不稳定渗流与水平井筒内变质量湍流耦合的新方法 ,解决了在井筒变质量流体流动模拟过程中井筒边界条件难以确定、地层线性渗流与井筒内非线性湍流难以耦合的问题。同时 ,对不同射孔方式和生产制度下流体水动力学进行了分析 ,研究了射孔入流与水平井筒内流体的相互作用关系及变质量主流体的流动特性。模拟结果表明 ,与圆管湍流相比 ,井筒内变质量流具有更大的压降系数 ,且主流中心速度降低 ,速度剖面呈现内凹形式 ,水平井射孔设计应该利用井筒内流体与渗流的耦合模拟进行优化。