一種新型的主動共振減振器及其控制仿真

概要
本次研究對自適應(yīng)振動減振器（APVA）的有利條件和限制因素做了詳盡的分析。基于此分析，我們提出了一種新型的主動振動減振器。這種新型的主動共振減振器可以認(rèn)為是自適應(yīng)振動減振器(APVA)與主動共振減振器(ARA)的集成，它繼承了二者的有利條件。從理論上，對它的控制結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示這種新型的主動共振減振器相比原來的主動共振減振器(ARA)需要更小的控制力。

1，介紹
動態(tài)振動減振器（DVA）已經(jīng)被成功的應(yīng)用于削弱很多結(jié)構(gòu)的振動。一般情況下，這種動態(tài)振動減振器（DVA）有一個質(zhì)量塊附在結(jié)構(gòu)體上，并通過一個彈簧阻尼系統(tǒng)對其進(jìn)行控制。在單一的簡諧信號的激勵下，它能夠被調(diào)整去抑制振動。這種調(diào)諧減振器的主要缺點(diǎn)是它需要非常低的減振阻尼來達(dá)到較好的性能，這就會導(dǎo)致有效帶寬非常窄。當(dāng)激振頻率不穩(wěn)定或者變化是，這種傳統(tǒng)的動態(tài)減振器就會失效而且會潛在的增加基體的振動。
近些年來，半主動和主被動振動減振器已經(jīng)被提出用于削減頻率隨時間變化的簡諧激勵。半主動減振器通過改變它的動態(tài)參數(shù)如剛度，阻尼來完成振動控制。半主動控制器的有利條件是它所需能量少，成本低，相對于主動系統(tǒng)來說，結(jié)構(gòu)簡單卻能達(dá)到幾乎相同的效果。半主動減振器能夠被分為幾種類型：變剛度型-通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化或者使用新型的可控制材料；變感應(yīng)式-對于壓電式減振器通過一系列的壓電片相連。許多變剛度的減振器已經(jīng)被提出，并且得到了實(shí)驗(yàn)的證明，結(jié)果顯示這些裝置能夠有效的抑制主要結(jié)構(gòu)的振動。不過，當(dāng)激振頻率偏離共振頻率的時候，這種共振激振的效果就會明顯的減弱。更進(jìn)一步說，就是半自動減振器一旦當(dāng)它的剛度和阻尼確定了之后，就會表現(xiàn)的被動，所以它并不適合復(fù)合頻率和帶寬較寬的激振頻率。除此之外，這些半自動的減振器在高速高精度的調(diào)整過程中也已經(jīng)存在問題。主被動減振器（PVA）是被動減振器和力致動裝置的集成。主動控制除了能夠改善此裝置的動力性質(zhì)外，還能夠容許減振器的傳輸力的直接的控制。這是通過力致動裝置通過改善減振器中起作用的剛度和阻尼來實(shí)現(xiàn)的。這種減振器通過傳輸力直接控制的結(jié)果就是減振器能夠抑制復(fù)合頻率和寬帶寬頻率的擾動，并且調(diào)整迅速而精確。具有不同的激勵裝置和控制規(guī)律的主動減振器已經(jīng)被研究并且實(shí)現(xiàn)。它的優(yōu)點(diǎn)是寬帶寬，高的減振水平，和好的健壯性。但是它有高的電源要求。