摘要：由于非线性振动系统的非线性本质，基于传统控制理论的线性控制器用于非线性振动控制效果不佳。本文针对非线性振动系统提出了一种模糊自适应滑模控制方案。设计中用模糊逻辑系统逼近未知的非线性函数，基于滑模原理及Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数方法给出了该控制系统的稳定性分析。并就典型的ＶａｎＤｅｌＰｏｌ形式的非线性强迫振动系统进行了控制仿真研究。

摘要：在高精度微型惯性制导系统的应用中,基于MEMS工艺制造的硅微谐振式加速度计(SRA)由于其较大的线性量程和较低的控制环路噪声,更容易实现高精度,逐渐成为研究热点。研究发现,SRA高Q值设计的特点使得谐振器极易受到非线性振动的影响,进一步产生幅频耦合效应导致SRA的幅度噪声耦合到频率输出噪声,恶化SRA的零偏不稳定性,因此在设计时应尽量避免谐振器非线性振动的干扰。分别从驱动力控制和谐振器的结构设计两个方面对谐振器非线性振动进行了理论分析,在此基础上提出特定Q值与结构下改变谐振器边界条件的方法,将非线性刚度降低为原来的41%,线性振动的最大振幅提升为原来的2.6倍。最后设计实验验证了谐振器的非线性刚度和幅频响应,理论模型与实验值误差小于15%。

摘要：针对高速柔性转子多支点支承的结构特点及转子动力特性设计的需要,分析松动支承对转子动力特性的影响,仿真研究得到多支点支承高速柔性转子系统的非线性振动响应特征。研究结果表明:工作在多阶临界转速以上的转子系统,存在松动支承时,工作中的柔性转子可能存在周期、拟周期、混沌运动。进而研究了松动支承位置、不平衡量、松动间隙等参数对多支点支承柔性转子振动响应的影响,分析结果为多支点支承高速柔性转子系统的动力学设计提供了理论方法。

摘要：提出了一种应用于汽车主动悬架非线性振动主动控制的新型鲁棒自适应控制算法——VOFB算法(Variable-structure-control output feedback backstepping),并证明了稳定性,还进行了仿真验证。引入了一个非线性滤波器,简化了设计,设计了一输出反馈观测器,最后将变结构控制的设计方法引入Backstepping控制器设计,得到了对系统扰动的鲁棒性。

摘要：为探究储气库井注采过程管柱非线性振动特性,获得储气库井管柱在井筒内的动力特性和频域特征。根据储气库井筒结构特点建立储气库井管柱非线性振动分析方法,通过数值求解得到管柱非线性的数学方程;根据振动模型建立ANSYS仿真模型,模拟分析管柱的固有特性并与数学模型结果进行对比,同时对储气库井管柱进行瞬态动力学响应分析,得到管柱振动效果变化规律;结合现场工况搭建储气库井管柱振动实验研究装置,设计振动信号数据采集终端,通过注气过程管柱非线性振动实验得到振动特征数据。以实际储气库井J03-H1为例,分析注气过程管柱压力、管壁速度和幅值等振动效果变化规律。结果表明:同一生产条件下所建模型计算结果与ANSYS仿真结果基本一致;随着管柱设计的增长,环空约束对管柱固有特性影响作用较大;低频压力波动是诱发管柱振动的重要激励源;随着注气量的增加,各段管柱振动效果变化明显,呈周期性变化,其中近注气口段和井斜段是储气库井管柱产生振动的高发区域,在管柱安全生产设计和运行时应做出相应的安全措施。

摘要：考虑轴向伸长引起的几何非线性和间隙支撑非线性,利用尾流振子模型模拟了流体力的变化及传热管振动的耦合,基于力平衡法建立了传热管在内外流体和间隙支撑作用下的非线性运动方程,采用4阶Runge-Kutta算法计算了耦合系统的动力学响应,研究了传热管在内外流体和间隙支撑作用下的非线性响应特性,得到了不同内流速度下以外流速度为分叉参数的分叉图。结果表明,内流速度对有支撑间隙的传热管耦合系统的动力学特性有重要影响。

摘要：硅微谐振式加速度计的非线性振动可以导致振动幅度噪声耦合到频率输出进而恶化器件的噪声性能,因此有必要对谐振式加速度计的非线性振动特性进行评估及优化,拓展线性振动范围。本文针对所设计的基于梳齿结构与振动梁复合的硅微谐振式加速度计进行了仿真与实验分析。首先对加速度计结构使用COMSOL仿真软件进行了非线性仿真分析,该方法通过在谐振梁的振动方向上施加一个静力,得到力与位移之间的关系,计算出非线性三次项系数k3,eff和线性系数keff的比值约为2.13×10^10 m^-2。然后,对双端固支音叉(DETF)进行扫频测试,得出DETF的非线性振动频响曲线。根据Duffing方程对实验数据进行拟合,得出器件两个DETF的非线性三次项系数k3,eff和线性系数keff的比值分别为2.24×10^10 m^-2和2.19×10^10 m^-2。仿真值与测试值的误差分别为5.2%和2.8%。实验结果与仿真值吻合得较好,印证了仿真方法的有效性和测试数据的可靠性。最后,对所设计的谐振加速度计进行非线性分析,当振幅小于35.4 nm时,DETF工作在线性区,可为后续谐振式加计的控制电路设计提供参考。

摘要：为得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(CHATT)工作时的振动规律,以便设计出运行平稳可靠、传动高效的齿轮,对其非线性振动特性展开研究。通过齿轮副承载接触分析,计算啮合线上轮齿的时变啮合刚度和轴向误差激励,并依据啮合冲击计算模型得到啮入冲击激励。基于集中参数理论建立CHATT的12自由度的弯扭轴多因素耦合振动模型,再依据牛顿第二定律建立包含上述3种内部激励的振动微分方程组。采用变步长4阶Runge-Kutta法对量纲化后的方程组求解,对比主动轮和从动轮各自垂直、扭转和轴向上的振动特性数值解,结果表明:主动轮和从动轮的振动规律始终保持一致,竖直和扭转方向上作拟周期运动,轴向振动处于稳态响应的近混沌状态。进一步研究齿线半径、负载转矩和输入转速等3个参数变化对系统振动特性的影响规律,分析结果表明:轴向振动从多周期运动向近混沌运动演变,其振动的规律性更容易受到上述3个参数变化的影响。变双曲圆弧齿线圆柱齿轮振动模型的建立、求解和参数影响分析为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供了一定的理论依据。

摘要：以自主研发的船用涡轮增压器为研究对象,建立考虑非线性油膜力的转子轴承系统动力学模型,进行转子动力学系统仿真计算,得到转子系统的临界转速、非线性振动频谱、轴心运动轨迹。根据轴承油膜发生的特征和不平衡引起的振动对比分析,探讨油膜振荡发生的机理,得到涡轮增压器转子轴承系统的非线性振动特性,了解影响转子系统振动产生的主要因素。进一步研究润滑油进口温度和轴承间隙对涡轮增压器振动特性的影响关系,得到减小增压器转子系统振动的结构设计和优化策略。

摘要：针对某型航空发动机涡轮后支点轴承外环装配工艺参数的特点,实验研究了轴承外环与衬套配合为过盈配合、间隙配合和过渡配合时的转子振动特性;同时研究了温度场和外环拧紧力矩参数对配合关系的影响而导致的转子振动特性变化.结果表明:轴承外环与衬套为间隙配合时,引起发动机振动出现次谐波、高倍频和1阶非线性共振;外环锁紧螺母力矩增大只对外环是间隙配合时的振动有抑制作用;轴承座的温度场可导致轴承外环与轴承座的过渡配合变为间隙配合,并影响振动特性.