含變質量構件的軸向運動梁的橫向振動主動控制

馬馳騁; 張希農; 代祥俊; 周長城; 郭宗和山東理工大學交通與車輛工程學院; 山東淄博255000; 西安交通大學機械結構強度與振動國家重點實驗室; 陜西西安710049

振動主動控制
軸向運動梁
變質量
lqg控制器

摘要：軸向運動結構是一類廣泛使用的工程傳送元件,而在傳送過程中常常包含質量運動或者質量變化,質量的運動或改變和軸向運動間相互耦合作用,使結構的振動更加突出.為滿足軸向運動機構高精度準定位的需求,圍繞含變質量構件的機械臂結構,開展變質量-軸向運動耦合作用結構的振動主動控制研究.首先基于Galerkin法和模態疊加法建立了變質量-軸向運動壓電梁的控制方程,然后針對系統的時變特性,設計LQG控制器對系統進行振動主動控制,并分析了多種工況下結構的振動抑制問題,最后采用Choi-Williams分布將信號在時頻域上分解,分析了控制前后系統的時頻特性.數值分析表明,施加LQG控制后,系統的橫向振動在相關頻率內都得到了有效的抑制,使用Choi-Williams分布可以準確反映系統振動頻率與振動能量隨時間的變化規律.通過研究含時變參數的軸向運動結構的運動特性和振動主動控制,對于智能機械臂結構設計具有一定指導意義.

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