一种单摆摆动快速衰减方法技术

本发明专利技术属于机械动力学技术领域，尤其涉及一种单摆摆动快速衰减方法。单摆摆动快速衰减方包括以下步骤，建立单摆模型；根据拉格朗日理论，建立带有移动滑块的单摆的动力学方程；根据滑块移动时所受科里奥利力的方向与大小，获得能使单摆摆动衰减的滑块运动路径；根据滑块在一定范围内运动的过程中的功能转换关系，获得滑块运动的加减速运动时间或路程所占总运动时间或路程的比例；通过定量分析滑块运动所产生的等效阻尼比，获得滑块的运动范围与运动时间。本发明专利技术通过对滑块运动的实际过程进行分析，设计实际情况下对单摆摆动抑制效果最好的滑块运动，所提出的方法有助于应用在单摆类结构的防摆主动控制方面，进而提高了单摆的衰减效率。

A Fast Attenuation Method for Single Pendulum and Single Pendulum Swing

The invention belongs to the technical field of mechanical dynamics, in particular to a fast attenuation method of a single pendulum and a single pendulum swing. The fast attenuation square of a simple pendulum includes the following steps: establishing a simple pendulum model; establishing the dynamic equation of a simple pendulum with a moving slider according to Lagrange theory; obtaining the slider motion path that can attenuate the single pendulum according to the direction and magnitude of the Coriolis force when the slider moves; and obtaining the slider motion path according to the function transformation relationship of the slider in a certain range of motion process. The proportion of acceleration and deceleration time or distance of block motion to total motion time or distance is obtained by quantitatively analyzing the equivalent damping ratio of block motion. By analyzing the actual process of the slider motion, the slider motion with the best suppression effect of the single pendulum swing is designed in the actual situation. The proposed method is helpful to apply in the anti-swing active control of the single pendulum structure, thereby improving the attenuation efficiency of the single pendulum.

【技术实现步骤摘要】
一种单摆及单摆摆动快速衰减方法
本专利技术属于机械动力学
，尤其涉及一种单摆及单摆摆动快速衰减方法。
技术介绍
目前，对单摆摆动衰减方法的研究主要有改变单摆的摆长和移动单摆摆动的转点。利用单摆摆长周期性的连续改变，可以逐渐减小单摆的摆动，但是摆长连续变化的方法效率不高。移动单摆摆动的转点来减小摆动多应用于自动控制领域，虽然可以通过闭环控制来实现摆动的自动衰减，但是也无法达到很高效率。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有技术中存在的单摆衰减效率低的技术问题，本专利技术提供一种单摆及单摆摆动快速衰减方法。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种单摆，其包括摆杆和设置在摆杆下端的滑块，滑块与摆杆滑动连接。一种单摆摆动快速衰减方法，该方法包括以下步骤：步骤一：建立如以上所述的单摆的模型；步骤二：根据拉格朗日理论，建立带有移动滑块的单摆的动力学方程；步骤三：根据滑块移动时所受科里奥利力的方向与大小，获得能使单摆摆动衰减的滑块运动路径；步骤四：根据滑块在一定范围内运动的过程中的功能转换关系，获得滑块运动的加减速运动时间或路程所占总运动时间或路程的比例；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单摆，其特征在于：包括摆杆和设置在摆杆下端的滑块，滑块与摆杆滑动连接。

【技术特征摘要】
1.一种单摆，其特征在于：包括摆杆和设置在摆杆下端的滑块，滑块与摆杆滑动连接。2.根据权利要求1所述的单摆，其特征在于，在单摆摆动过程中，滑块在单摆的摆角最大处向上移动，滑块在单摆的摆角为0处向下运动。3.根据权利要求2所述的单摆，其特征在于，当单摆处于摆角为0处时，滑块向下运动到滑块的初始位置；当单摆处于摆角最大处时，滑块向上运动到滑块的初始位置。4.一种单摆摆动快速衰减方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：建立如权利要求1中所述单摆的模型；步骤二：根据拉格朗日理论，建立带有移动滑块的单摆的动力学方程；步骤三：根据滑块移动时所受科里奥利力的方向与大小，获得能使单摆摆动衰减的滑块运动路径；步骤四：根据滑块在一定范围内运动的过程中的功能转换关系，获得滑块运动的加减速运动时间或路程所占总运动时间或路程的比例；步骤五：通过定量分析滑块运动所产生的等效阻尼比，获得滑块的运动范围与运动时间。5.根据权利要求4所述的单摆摆动快速衰减方法，其特征在于，在步骤一中，对单摆模型的滑块和单摆的质量、几何尺寸以及运行条件进行测定，其中包括滑块的质量m、摆杆的质量M、滑块距离摆杆转点O的距离l、摆杆的长度L、摆杆与垂直方向的夹角θ。6.根据权利要求5所述的单摆摆动快速衰减方法，其特征在于，在步骤二中，根据拉格朗日理论，建立带有移动滑块的单摆的动力学方程：式中，为滑块沿摆杆的径向运动速度；为摆杆摆动的角速度；为摆杆摆动的角加速度，I0为摆杆的转动惯量，Lc为摆杆的质心位置。7.根据权利要求6所述的单摆摆动快速衰减方法，其特征在于，在步骤三中，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝峰，张子健，乔瑞环，申增闯，杨青玉，仲秉夫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21