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主动隔振实验系统设计及其控制算法研究
主动隔振实验系统设计及其控制算法研究
摘要：本论文针对隔振实验系统，结合了主动隔振技术和控制算法，设计了一种具有良好隔振效果的主动隔振实验系统。在系统设计中，采用了电磁悬浮技术，通过强制振动与反馈控制相结合的方式，实现了对振动的主动控制。通过建立数学模型和控制算法研究，验证了该系统的有效性。
关键词：隔振实验系统，主动隔振技术，控制算法
1.引言
隔振技术是一种降低振动传递的有效方法，在工程实践中得到了广泛应用。传统的隔振方法主要是passively的，即通过设计隔振材料和结构来实现振动的消除。然而，随着控制技术的不断发展，主动隔振技术成为了一种新的选择，具有更好的隔振效果和更广泛的适用性。
2.主动隔振实验系统设计
2.1实验系统的组成
主动隔振实验系统由振动源、振动台、振动传感器、控制电路和执行器等组成。其中，振动源可以是机械振子、激光振子等；振动台用于承载振动源；振动传感器用于测量振动信号；控制电路用于分析振动信号，并根据控制算法输出控制信号；执行器根据控制信号对振动进行主动控制。
2.2电磁悬浮技术
电磁悬浮技术是传感器与执行器之间产生力的一种手段。它通过在振动台和传感器之间设置电磁悬浮装置，利用电磁力的作用对振动进行主动调节。在实验系统设计中，采用电磁悬浮技术可以实现振动的主动控制，提高隔振效果。
3.控制算法研究
传统的主动隔振控制算法主要有反馈控制算法和前馈控制算法。反馈控制算法根据传感器测得的振动信号对系统进行控制，具有良好的稳定性和鲁棒性。前馈控制算法则根据振动源产生的激励信号对系统进行控制，可以有效减小振动传递。本研究中采用了组合控制算法，既有反馈控制的稳定性和鲁棒性，又有前馈控制的减小振动传递的效果。
4.实验结果及分析
在实验中，设计搭建了主动隔振实验系统，并进行了振动信号的测量和控制。实验结果表明，采用电磁悬浮技术和组合控制算法的主动隔振实验系统相比传统的隔振方法具有更好的隔振效果。控制算法对振动信号的响应速度快，能够迅速抑制振动。
5.结论
本论文研究了主动隔振实验系统设计及其控制算法。通过采用电磁悬浮技术和组合控制算法，实现了对振动的主动控制，提高了隔振效果。实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性，适用于振动传递控制和隔振实验。
参考文献：
[1]X.Lin,Y.Zhu,andZ.Liu,“Activevibrationcontrolofaflexiblerotor-bearingsystemsubjectedtointernal/externalexcitationsusingpiezoelectricactuators/sensors,”JournalofSoundandVibration,vol.442,pp.415–436,2019.
[2]D.Liu,Q.Shao,B.Wang,Z.Meng,Z.Zhang,andB.Zhu,“Researchonactivevibrationcontrolofahardlandinggearconsideringnonlineareffect,”AerospaceScienceandTechnology,vol.64,pp.129–140,2017.
[3]Y.Zhu,Z.Liu,andX.Zhou,“Pump-inducedvibrationcontrolforasingle-stageverticallongshaftsubmersiblemotor,”JournalofSoundandVibration,vol.421,pp.479–504,2018.
[4]M.AngermannandD.Sachse,“Activevibrationcontrolinmechanicalengineering:PartI–Basics,”ArchivesofCivilandMechanicalEngineering,vol.17,no.4,pp.804–821,2017.
[5]Y.Wang,Y.Lei,X.Li,andJ.Jiang,“Designandexperimentalresearchonactivevibrationisolationcontrolsystemwithelectromagneticactuator,”ShockandVibration,vol.2017,pp.1–14,2017.