本申请公开了一种基于主动振动控制的减振方法、结构及计算机系统，包括：通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号，所述原始振动信号为所述检测对象在外部激励条件下的振动响应，根据所述原始振动信号进行反相推算，从而生成一个与所述原始振动信号对应的反相激振信号，根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象的减振效果，本申请通过上述方法及结构，解决了现有技术当中的阻尼器以及减振器均为被动减振，导致由于弹性材料的自身材料特性限制无法大范围的应用于各种不同强度不同频率的振动当中的问题，提升了减震结构的适用范围。范围。范围。
【技术实现步骤摘要】
基于主动振动控制的减振方法、结构及计算机系统
[0001]本申请涉及结构减振领域，尤其涉及一种基于主动振动控制的减振方法、结构及计算机系统。
技术介绍
[0002]目前应用于土木及机械领域的结构的针对结构的减振方案主要通过设置阻尼器以及设置隔振器两种方式实现，其中阻尼器能够吸收震动并将其转化为内能的形式以耗散掉，隔振器其主要原理是采用弹性元件将结构物与地面隔离，从而防止震动和噪声的传递，两种方式的区别点在于，阻尼器一般被并安置在如由结构组成的屋顶、楼层、桥梁等结构的关键位置，从而达到减少结构的振动幅值的效果，隔振器则普遍安装在结构结构的底部，从而实现隔绝地面振动的效果；
[0003]然而现有市面上的阻尼器以及隔振器由于只能实现被动减振，因此减震效果必然会受到阻尼器内部弹性元件的自身材料特性所影响，当震动的振幅或频率超过了该弹性元件自身材料承受的上限或弹性材料出现老化时，阻尼器的隔振效果会直线下降，因此现有的阻尼器以及隔振器无法大范围的应用于各种不同强度不同频率的振动当中。
[0004]申请内容
[0005]基于此，有必要针对上述问题，提出了一种能在各种不同强度不同频率的振动当中提供稳定的减振效果的基于主动振动控制的减振方法、结构及计算机系统。
[0006]本申请提供了一种基于主动振动控制的减振方法，应用于减振结构，所述减振结构设有获取模块以及激振模块，所述获取模块以及所述激振模块用于固定在检测对象上并与后台系统相连，所述方法包括：
[0007]通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号，所述原始振动信号为所述检测对象在外部激励条件下的振动响应；
[0008]根据所述原始振动信号进行反相推算，从而生成一个与所述原始振动信号对应的反相激振信号；
[0009]根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象的减振效果。
[0010]进一步的，所述根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象的减振效果的步骤之后，还包括：
[0011]再次通过所述获取模块获取检测对象的振动信号，并记为检测振动信号；
[0012]判断所述检测振动信号的振幅是否高于预设阈值；
[0013]若是，则将所述检测振动信号记为所述原始振动信号后，返回根据所述原始振动信号进行反相推算的步骤，直到所述检测振动信号的振幅不高于预设阈值为止。
[0014]进一步的，所述获取模块内设有若干个获取单元，所述获取单元用于固定在所述检测对象的表面，所述原始振动信号内包含与所述获取单元匹配的振动信号；
[0015]则所述通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号，所述原始振动信号为所
述检测对象在外部激励条件下的振动响应的步骤，具体包括：
[0016]设定一个n自由度线性系统，其运动方程具体表现为：
[0017][0018]其中，所述M为输入的n
×
n维质量矩阵、所述C为输入的n
×
n维阻尼矩阵、所述K为输入的n
×
n维刚度矩阵，所述x(t)、所述以及所述分别为输入的n维位移列向量、n维速度列向量及n维加速度列向量，所述f(t)为输入的激振力列向量；
[0019]根据振型叠加法，在所述运动方程式内引入模态坐标系x(t)＝Φq(t)并左乘Φ
T
，得到模态坐标系下的运动方程，所述运动方程具体表现为：
[0020][0021]根据振型正交化条件，将所述运动推算方程式分解为n个单自由度系统，所述单自由度系统具体表现为：
[0022][0023]其中，所述m
r
为输入的第r阶模态质量，所述ω
r
为输入的第r阶模态频率，所述ζ
r
为输入的第r阶模态阻尼比，所述为所述模态坐标下的第r阶位移列向量，所述t为位移函数q对应的自变量；
[0024]根据所述单自由度系统结合所述振动信号推算所述原始振动信号。
[0025]进一步的，所述根据所述单自由度系统结合所述振动信号推算所述原始振动信号的步骤，具体包括：
[0026]通过Duhamel积分将所述单自由度系统进行分解，从而输出对应的强迫振动解，所述强迫振动解具体表现为：
[0027][0028]其中，所述所述为输入的第r阶阻尼模态频率；
[0029]将根据所述强迫振动解将所述运动方程进行分解，从而输出对应的位移列向量，所述位移列向量具体表现为：
[0030][0031]根据所述位移列向量结合所述振动信号推算所述原始振动信号。
[0032]进一步的，所述根据所述位移列向量结合所述振动信号推算所述原始振动信号的步骤，具体包括：
[0033]将所述振动信号记为输入分量f
k
(t)，并将所述f
k
(t)输入到所述位移列向量中进行推算，此时对第k个所述f
k
(t)，所述位移列向量在自由度i处的输出响应x
ik
(t)具体表现为：
[0034][0035]在获取到各个所述获取单元对应的所述x
ik
(t)后，将各个所述x
ik
(t)整合为所述原始振动信号。
[0036]进一步的，所述根据所述原始振动信号进行反相推算，从而生成一个与所述原始振动信号的反相激振信号的步骤，具体包括：
[0037]通过所述位移列向量在自由度i处输出所述x
ik
(t)并进行反相离散化，从而输出对应的单位脉冲响应h
ik
(t)，此时所述位移函数具体表现为：
[0038][0039]在获取到各个所述获取单元对应的所述h
ik
(t)后，将各个所述h
ik
(t)整合为所述反相激振信号。
[0040]本申请还提供了一种减振结构，包括加速度计、纵向激振器、轴向激振器、扭转激振器以及支座；
[0041]所述支座固定在测试结构的底面，所述加速度计固定在所述测试结构的侧壁上，所述轴向激振器以及所述扭转激振器固定在所述测试结构两侧短边的侧壁上，所述纵向激振器固定在所述测试结构长边的侧壁上，所述加速度计、所述纵向激振器、所述扭转激振器以及所述轴向激振器均与后台系统相连。
[0042]本申请还提供了一种减振系统，应用于减振结构，所述减振结构设有获取模块以及激振模块，所述获取模块以及所述激振模块固定在检测对象上并与后台系统相连，所述系统包括：
[0043]获取单元，用于通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号，所述原始振动信号为所述检测对象在外部激励条件下的振动响应；
[0044]计算单元，用于根据所述原始振动信号进行反相推算，从而生成一个与所述原始振动信号的反相激振信号；
[0045]根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于主动振动控制的减振方法，其特征在于，应用于减振结构，所述减振结构设有获取模块以及激振模块，所述获取模块以及所述激振模块用于固定在检测对象上并与后台系统相连，所述方法包括：通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号，所述原始振动信号为所述检测对象在外部激励条件下的振动响应；根据所述原始振动信号进行反相推算，从而生成一个与所述原始振动信号对应的反相激振信号；根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象的减振效果。2.如权利要求1所述的基于主动振动控制的减振方法，其特征在于，所述根据所述反相振动信号控制所述激振模块向所述检测对象振动输出，从而实现针对所述检测对象的减振效果的步骤之后，还包括：再次通过所述获取模块获取检测对象的振动信号，并记为检测振动信号；判断所述检测振动信号的振幅是否高于预设阈值；若是，则将所述检测振动信号记为所述原始振动信号后，返回根据所述原始振动信号进行反相推算的步骤，直到所述检测振动信号的振幅不高于预设阈值为止。3.如权利要求1所述的基于主动振动控制的减振方法，其特征在于，所述获取模块内设有若干个获取单元，所述获取单元用于固定在所述检测对象的表面，所述原始振动信号内包含与所述获取单元匹配的振动信号；则所述通过所述获取模块推算检测对象的原始振动信号的步骤，具体包括：设定一个n自由度线性系统，其运动方程具体表现为：其中，所述M为输入的n
×
n维质量矩阵、所述C为输入的n
×
n维阻尼矩阵、所述K为输入的n
×
n维刚度矩阵，所述x(t)、所述以及所述分别为输入的n维位移列向量、n维速度列向量及n维加速度列向量，所述f(t)为输入的激振力列向量；根据振型叠加法，在所述运动方程式内引入模态坐标系x(t)＝Φq(t)并左乘Φ
T
，得到模态坐标系下的运动方程，所述运动方程具体表现为：根据振型正交化条件，将所述运动推算方程式分解为n个单自由度系统，所述单自由度系统具体表现为：其中，所述m
r
为输入的第r阶模态质量，所述ω
r
为输入的第r阶模态频率，所述ζ
r
为输入的第r阶模态阻尼比，所述为所述模态坐标下的第r阶位移列向量，所述t为位移函数q对应的自变量；根据所述单自由度系统结合所述振动信号推算所述原始振动信号。4.如权利要求3所述的基于主动振动控制的减振方法，其特征在于，所述根据所述单自
由度系统结合所述振动信号推算所述原始振动信号的步骤，具体包括：通过Duhamel积分将所述单自由度系统进行分解，从而输出对应的强迫振动解，所述强迫振动解具体表现为：其中，所述所述为输入的第r阶阻尼模态频率；将根据所述强迫振动解将所述运动方程进行分解，从而输出对应的位移列向量，所述位移列...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐镕熙，任伟新，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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