发明名称 一种基于可控阻尼的半主动冲击隔离技术
摘要 一种在冲击响应过程中控制半主动冲击隔离器阻尼系数的变化,并在冲击响应的不同阶段采取不同的阻尼系数控制策略,以提高冲击隔离效率、降低相对位移幅值的半主动冲击隔离技术。由各种弹性元件、阻尼元件,与阻尼可控器件组成可控阻尼的半主动冲击隔离器。由各种智能器件、传感器、外围电路等组成控制系统。控制策略分两个阶段,第一阶段:实现并维持绝对加速度的可控性;第二阶段:把绝对加速度控制在某个限值附近。控制系统按照该控制策略控制半主动冲击隔离器阻尼系数的变化,从而实现对绝对加速度响应的控制,达到提高冲击隔离效率、降低相对位移幅值的目的。
申请公布号 CN1796822A 申请公布日期 2006.07.05
申请号 CN200410061390.X 申请日期 2004.12.20
申请人 单明军 发明人 单明军
分类号 F16F15/02(2006.01) 主分类号 F16F15/02(2006.01)
代理机构 代理人
主权项 1.一种在冲击响应过程中控制半主动冲击隔离器阻尼系数的变化,并在冲击响应的不同阶段采取不同的阻尼系数控制策略,以提高冲击隔离效率、降低相对位移幅值的半主动冲击隔离技术。其特征是硬件部分:本发明是由各种弹性元件、阻尼元件(包括由这两者组成的各种隔振器、减振器、冲击隔离器等),与一个或多个阻尼系数可控的阻尼器件(如磁流变阻尼器、电流变阻尼器、可控节流孔的油阻尼器等)通过串联、并联或串并联组合方式组成可控阻尼的半主动冲击隔离器。由单片机、可编程控制器、计算机等各种智能器件;加速度、位移等传感器;以及各种信号采样、调理外围电路等组成控制系统。控制系统通过控制电流、电压等的变化实现对可控阻尼器阻尼系数变化的控制。软件部分:冲击响应过程中阻尼系数控制策略分为两个阶段。为描述方便,设冲击开始时刻为t0,冲击开始后的时刻依次为t1、t2、t3……,相邻时刻之间的时间间隔为Δt,Δt即为传感器信号采样和实施控制的最小时间单位。本发明中所述的绝对加速度指积极隔冲系统中的基础或消极隔冲系统中的设备的绝对加速度;相对速度(或相对位移)指冲击隔离系统中的基础与设备之间的相对速度(或相对位移)。下面具体描述当绝对加速度相位与相对速度相位相反时这两个阶段的阻尼系数控制策略。当绝对加速度相位与相对速度相位相同时,只需把下述两个阶段的阻尼系数控制策略中的“降低”改为“提高”,“提高”改为“降低”,其它内容保持不变。第一阶段:实现并维持绝对加速度的可控性。设时刻t(t≥t0)的阻尼系数为c,阻尼比为ζ。如果t的下一时刻(t+Δt)在c基础上继续下降阻尼系数,将使(t+Δt)时刻的绝对加速度小于等于t时刻的绝对加速度,则称t时刻的绝对加速度是可控的。该阶段采取的阻尼系数控制策略为:当当前时刻的绝对加速度具备上述的可控性时,提高阻尼系数;反之,则降低阻尼系数。第二阶段:把绝对加速度控制在某个限值附近,即绝对加速度围绕该限值作小幅的波动。该限值可以是某个定值,也可以是随时间变化的量。设在时刻ta时,绝对加速度达到设定的限值,ta即为第二阶段的开始时刻,也即第一阶段的终止时刻。在该阶段采取的阻尼系数控制策略为:当当前时刻绝对加速度小于该限值时,则提高阻尼系数;当大于该限值时,则降低阻尼系数;当等于该限值时,则可以提高阻尼系数,也可以降低阻尼系数或保持阻尼系数不变。从而使绝对加速度围绕这个限值上下作小幅的波动。合适地选择这个绝对加速度限值可以达到提高冲击隔离效率的目的。该阶段的持续时间不限,最长可一直持续到相对位移达到波峰值(即相对速度等于零)的时刻(设该时刻为tb)为止。如果tb时刻冲击作用已经结束。则tb时刻后的阻尼系数控制策略可以随意选择。为尽快消除剩余振动,可以采取不断增加阻尼系数的控制策略。如果tb时刻冲击作用还没有结束,则tb时刻后阻尼系数控制策略迅速回到第一阶段,再从第一阶段按上述顺序依次执行阻尼系数控制策略。
地址 312458浙江省嵊州市北漳镇塘坞村