一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法，包括将整个设备系统拆分为多个单元设备系统，对单个单元设备系统进行分析；设备通过隔振层与基底相连，振动源通过基底将振动传送到隔振层上；用动力学方程表示单元设备系统模拟接地模型；采用智能优化算法分别对接地结构和隔振层的速度型阻抗表达式的系数进行优化，优化后分别得到含有具体数值的接地结构的速度型阻抗表达式和隔振层的速度型阻抗表达式，将接地结构下放到隔振层，并采用主动或半主动的控制方式使得控制结构模拟实现接地结构的效果；求得控制结构和隔振层的具体物理结构。本发明专利技术最大程度上减小了振动对设备的影响，提升了设备的工作稳定性，延长了机械元件的寿命。

A control method based on virtual ground control and structure cooperative optimization

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法
本专利技术涉及机械结构与控制算法转化领域，特别是涉及一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法。
技术介绍
振动是指物体的全部或一部分沿直线或曲线做有一定时间规律或周期的往返颤动，是自然界普遍存在的现象。然而对大多数机械元件来说，振动会降低元件的精度，缩短元件的使用寿命，严重时会造成螺栓等固结件的松动，对操作人员带来危险，影响生产效率。因此，如何消除振动对元件的影响是大多数机械设备所要面对的问题。如果能够将需要隔振的物体悬挂在如天花板、天空等不受振动影响的稳定物体上，或固定在如地面之类的振动影响对其小到可以忽略不计的庞大物体上，将机械元件的振动转换到这些物体上，则可达到减小振动对机械设备影响的目的。这其中无论是将机械元件悬挂在天空中还是固定在地面上，从现实意义来说，都是将机械元件固定在大地上，以地球作为最大的吸振体弱化振动的影响。对固定不动的机械设备来说，固定在大地上减振是易于实现的，然而对大多数移动机械设备，如飞机，轮船，火车等，将机械元件一直固定在地面上是不现实的，所以需要通过机械结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：在不影响分析结果的前提下，将整个设备系统拆分为多个单元设备系统，对单个单元设备系统进行后续分析；/n步骤2：假设单元设备系统通过接地结构固定于地面，接地结构由弹簧、阻尼、惯容器三元件构成；设备通过隔振层与基底相连，振动源通过基底将振动传送到隔振层上；/n步骤3：用动力学方程表示单元设备系统模拟接地模型；/n步骤4：以设备在垂直振动方向上的振动行程对基底位移的传递函数G

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟接地控制及结构协同优化的控制方法其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在不影响分析结果的前提下，将整个设备系统拆分为多个单元设备系统，对单个单元设备系统进行后续分析；
步骤2：假设单元设备系统通过接地结构固定于地面，接地结构由弹簧、阻尼、惯容器三元件构成；设备通过隔振层与基底相连，振动源通过基底将振动传送到隔振层上；
步骤3：用动力学方程表示单元设备系统模拟接地模型；
步骤4：以设备在垂直振动方向上的振动行程对基底位移的传递函数GI(s)，以及设备在垂直振动方向上的振动加速度对基底位移的传递函数GII(s)为优化目标，采用智能优化算法分别对接地结构和隔振层的速度型阻抗表达式的系数进行优化，当且时，停止优化其中，GI-m表示设备在垂直振动方向上的振动行程对基底位移传递函数GI(s)的m阶优化传递函数，GII-n表示设备在垂直振动方向上的振动加速度对基底位移传递函数GII(s)的n阶优化传递函数，即接地结构的阶数为m，隔振层的阶数为n，m、n均为正整数，且m≤M，n≤N，M为接地结构所允许的最大阶数，N为隔振层所允许的最大阶数；
步骤5：优化后分别得到含有具体数值的接地结构的速度型阻抗表达式Y′(s)和隔振层的速度型阻抗表达式T′(s)，判断Y′(s)、T′(s)是否满足约束条件，若满足，则继续步骤6；若不满足约束条件，则返回步骤4，继续优化Y(s)、T(s)的系数，直到满足该约束条件；
步骤6：将接地结构下放到隔振层，并采用主动或半主动的控制方式使得控制结构模拟实现接地结构的效果，确保控制结构产生的作用力与接地结构产生的作用力一致；
步骤7：根据串并联结构的速度型阻抗表达式的基本定律，通过带有具体数值的速度型阻抗表达反推求解得到控制结构和隔振层各元件之间的连接关系，从而得到控制结构和隔振层的具体物理结构。


2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟接地控制及...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艺，陈龙，刘昌宁，杨晓峰，沈钰杰，刘雁玲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32