[发明专利]一种变质量动力吸振器控制方法

摘要

本发明公开了一种变质量动力吸振器控制方法，采用在主系统—变质量动力吸振器组成的复合系统分别安装用于采集主系统输入和输出振动信号的传感器，在变质量动力吸振器分别取最小固有频率ωm和最大固有频率ωn时，作主系统在(0，ωt]频率范围内的幅频响应曲线；对变质量动力吸振器制定控制方法，在主系统工作中，利用振动传感器对主系统振动信号进行采集，通过快速傅里叶变换计算得出外界施加的激振频率ω；由激振频率ω的大小，对变质量动力吸振器进行控制：该方法不仅可以有效拓宽吸振器有效减振频带，而且可以消除安装吸振器后主系统出现共振的现象，使吸振器性能更加稳定。不需要另外增加控制系统或作动器，易于实现，具有很好的实用价值。

主权项

一种变质量动力吸振器控制方法，其特征在于，按以下步骤实施：（1）对主系统—变质量动力吸振器组成的复合系统，分别安装用于采集主系统输入和输出振动信号的传感器，其中，传感器是振动加速度传感器、振动速度传感器或振动位移传感器；（2）在变质量动力吸振器分别取最小固有频率ωm和最大固有频率ωn时，作主系统在(0，ωt]频率范围内的幅频响应曲线；其中ωn＜ωi＜ωt，ωi为主系统第i阶固有频率，该频率大于吸振器最大固有频率ωn；主系统幅频响应由以下公式计算： L 1 = 20 log 10 ( X 1 F 0 ) - - - ( 1 ) 式中，F0为主系统在某一频率下所受激振力的幅值，X1为该激励下主系统振动响应的幅值；（3）对变质量动力吸振器制定如下式所表示的控制方法： m v = 0 ω < ω s m v max ω s ≤ ω ≤ ω m m e ω m ≤ ω ≤ ω n 0 ω n ≤ ω - - - ( 2 ) 其中：P，Q点分别为变质量动力吸振器取最小和最大固有频率时，主系统幅频响应曲线出现共振的频率点；M，N点分别为变质量动力吸振器取最小和最大固有频率时，主系统幅频响应曲线的最低点；S点为PM点之间两条幅频响应曲线的交点；ωs,ωm,ωn分别为S、M和N点的频率值；由吸振器理论分析可知，ωm,ωn分别为变质量动力吸振器所能够取的最 小和最大固有频率；mvmax为变质量单元的最大值，me为激振频率ω符合条件ωm≤ω＜ωn时，变质量单元具有的质量，按以下公式计算： m e = k 2 ω 2 - m 2 - - - ( 3 ) 式中，k2表示吸振器刚度，m2表示变质量动力吸振器恒定质量；（4）在主系统工作中，利用振动传感器对主系统振动信号进行采集，通过快速傅里叶变换计算得出外界施加的激振频率ω；由激振频率ω的大小，依据（2）式对变质量动力吸振器进行控制：当外界激振频率小于ωs时，保持变质量单元可变质量mv为零，即取最小值；当外界激振频率处于ωs与ωm之间时，使可变质量mv取最大值mvmax；当外界激振频率处于ωm与ωn之间时，由公式（3）求得可变质量mv的具体值,即me；当激振频率大于ωn时，保持可变质量mv为零。