磁流变变刚度变阻尼扭转振动仿人智能控制

1

作者 李文峰 葛新锋 +3 位作者 席军 李坪洋 刘乐 高健容 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期270-279,共10页

有效的扭转刚度控制可以通过调节系统的固有特性和共振频率改善系统的扭转振动性能、恰当的扭转阻尼调节可以通过耗散扭转振动的能量来抑制扭转振动的幅值。针对扭转刚度和扭转阻尼对传动系统扭转振动的不同影响规律,提出一种基于混合... 有效的扭转刚度控制可以通过调节系统的固有特性和共振频率改善系统的扭转振动性能、恰当的扭转阻尼调节可以通过耗散扭转振动的能量来抑制扭转振动的幅值。针对扭转刚度和扭转阻尼对传动系统扭转振动的不同影响规律,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变(magneto-rheological,MR)传动系统变刚度变阻尼扭转振动仿人智能控制策略。首先根据所设计的磁流变扭转减振器建立了磁流变变刚度变阻尼传动系统动力学模型;基于混合田口遗传算法对磁流变传动系统扭转刚度和扭转阻尼控制参数的动态寻优结果,设计了一种兼顾时域和频域、具有分区协同、多模态多控制器的仿人智能控制器;随后进行了仿真分析和试验研究,结果表明,在较宽频段内,基于混合田口遗传算法的仿人智能控制均能有效抑制磁流变传动系统的扭转振动;当试验激励频率为3.5 Hz时,相对于被动传动系统和改进天棚控制系统,所提仿人智能控制分别将系统的峰值角位移和角速度减小44%、48%和14%、18%,其控制效果明显优于改进天棚控制,显著改善磁流变传动系统的输出特性。 展开更多

关键词 磁流变(MR) 变刚度变阻尼 混合田口遗传算法 仿人智能控制

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基于电磁调控阻尼器的拉索减振方法研究

2

作者 梁栋 卢建峰 +2 位作者 高启战 闫峰 闫武 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期617-626,共10页

目的提出拉索多阶耦合振动问题的解决方法,为解决该类工程问题提供参考。方法设计电磁调控阻尼器,并提出相应减振方法用于抑制拉索的多阶耦合振动;为验证该电磁调控阻尼器的广谱减振性能,针对模型索设计了包括单阶和耦合振动在内的多种... 目的提出拉索多阶耦合振动问题的解决方法,为解决该类工程问题提供参考。方法设计电磁调控阻尼器,并提出相应减振方法用于抑制拉索的多阶耦合振动;为验证该电磁调控阻尼器的广谱减振性能,针对模型索设计了包括单阶和耦合振动在内的多种试验,并将试验结果与传统黏滞阻尼器的试验结果进行对比。结果在单阶振动问题中,该电磁调控阻尼器能够实现在更宽频率范围内对拉索振动进行减振;在多阶耦合振动问题中,该电磁调控阻尼器能够实现对主振动模态的目标识别与控制。结论利用电磁调控装置驱动相应的阻尼元件介入振动系统,实现对拉索主振动模态的实时控制,是抑制拉索多阶耦合振动的有效途径。 展开更多

关键词 广谱减振 主动控制 多阶耦合 电磁调控阻尼器 可变阻尼

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基于MRE的变刚度变阻尼减振器设计研究 被引量：13

3

作者 毕凤荣 曹荣康 +1 位作者 Xu Wang 马腾 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期192-198,共7页

针对磁流变弹性体材料的变刚度及变阻尼特性,将其成功应用于半主动控制减振器研究中。设计专用磁场发生夹具,制备了具有良好磁流变效应的磁流变弹性体材料,并对其力学性能参数进行测试;根据磁流变弹性体材料在挤压工作模式和剪切工作模... 针对磁流变弹性体材料的变刚度及变阻尼特性,将其成功应用于半主动控制减振器研究中。设计专用磁场发生夹具,制备了具有良好磁流变效应的磁流变弹性体材料,并对其力学性能参数进行测试;根据磁流变弹性体材料在挤压工作模式和剪切工作模式的特性,设计了刚度、阻尼均可变化的减振器,并利用有限元软件对该设计方案进行电磁场仿真分析;试制减振器原理样机,在INSTRON万能拉压试验机上,测试其在不同磁感应强度下的变刚度变阻尼特性。试验结果表明:在模拟半主动控制策略下其动刚度变化最大可达55.4%,阻尼变化可达214.3%,证明了该设计方案的可行性。 展开更多

关键词 磁流变弹性体 减振器 变阻尼 变刚度 半主动控制

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基于半主动悬架侧倾力矩分配的侧向稳定性控制 被引量：6

4

作者 姚嘉凌 任杉 +3 位作者 李智宏 孙宁 沈亮 Saied Taheri 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期974-980,988,共8页

鉴于利用阻尼可调半主动悬架进行侧倾力矩分配控制缺乏完善的理论依据,根据调节阻尼以实现变刚度变阻尼悬架的思路,将磁流变减振器(MRD)半主动悬架视为变刚度变阻尼的悬架系统,无需对结构进行修改。建立了整车转向和悬架综合非线性模型... 鉴于利用阻尼可调半主动悬架进行侧倾力矩分配控制缺乏完善的理论依据,根据调节阻尼以实现变刚度变阻尼悬架的思路,将磁流变减振器(MRD)半主动悬架视为变刚度变阻尼的悬架系统,无需对结构进行修改。建立了整车转向和悬架综合非线性模型,采用二次非线性轮胎模型以构建转向和悬架的关联,以中性转向为控制目标设计了侧倾力矩分配系数ε的非线性控制器,同时设计了3个模糊控制器以控制车身姿态,并将ε和车身姿态控制相结合,通过解耦运算得到控制4个车轮处磁流变减振器的控制力。仿真结果证实了所提控制策略的有效性。进行侧倾力矩分配控制的MRD半主动悬架不仅实现了良好的操纵稳定性,同时也保持了较好的平顺性。 展开更多

关键词 半主动悬架 磁流变减振器 侧向稳定性 变刚度变阻尼 侧倾力矩分配

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主动变刚度/阻尼控制算法研究 被引量：12

5

作者 谭平 阎维明 周福霖 《世界地震工程》 CSCD 1998年第1期10-16,共7页

建立了主动变刚度／阻尼（ＡＶＳＤ）控制系统的理论模型；基于瞬时最优控制算法推导了ＡＶＳＤ系统的开关控制律，并从控制结构的层间位移出发提出了一种直接根据结构动力反应符号确定的开关控制律。对这两种控制律进行了计算机仿真分... 建立了主动变刚度／阻尼（ＡＶＳＤ）控制系统的理论模型；基于瞬时最优控制算法推导了ＡＶＳＤ系统的开关控制律，并从控制结构的层间位移出发提出了一种直接根据结构动力反应符号确定的开关控制律。对这两种控制律进行了计算机仿真分析，研究了控制装置的参数对控制效果的影响规律，并比较了这两种控制律的控制效果。 展开更多

关键词 变刚度 阻尼控制 理论模型 土木工程 控制装置

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结构主动变刚度·阻尼控制系统及其优化设计 被引量：6

6

作者 谭平 周福霖 《建筑科学与工程学报》 CAS 2007年第2期6-12,共7页

介绍了一种新型开关控制型的半主动控制系统——主动变刚度.阻尼(AVS.D)系统的装置组成及其减振控制机理,阐述了该系统所特有的反应放大原理,建立了该控制系统的运动方程。基于瞬时最优控制的思想推导了该控制系统的开关控制律。为了充... 介绍了一种新型开关控制型的半主动控制系统——主动变刚度.阻尼(AVS.D)系统的装置组成及其减振控制机理,阐述了该系统所特有的反应放大原理,建立了该控制系统的运动方程。基于瞬时最优控制的思想推导了该控制系统的开关控制律。为了充分发挥该控制装置的作用,优化了主动变刚度.阻尼装置的参数设计,并基于遗传算法研究了主动变刚度.阻尼装置在结构中的空间位置优化方法。计算机仿真分析结果显示,主动变刚度.阻尼系统是一种性能非常优越的半主动控制系统,所推导的瞬时最优半主动开关控制律是很有效的。对不同数目的主动变刚度.阻尼装置进行位置优化,结果表明,所提出的位置优化方法对于优化多个主动变刚度.阻尼装置的位置是相当高效的,可以最大限度地发挥该控制系统的性能。 展开更多

关键词 半主动控制 主动变刚度·阻尼控制 优化设计 控制算法 遗传算法

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铅芯橡胶阻尼器在HEDC与AVS·D中的应用 被引量：3

7

作者 谭平 阎维明 周福霖 《世界地震工程》 CSCD 1999年第4期20-25,31,共7页

研制开发了铅芯橡胶阻尼器，对其进行了５０％和１００％的剪应变加载拟静力试验，这一阻尼器可用于高效被动阻尼（ＨＥＤＣ）与主动变刚度．阻尼（ＡＶＳ．Ｄ）控制装置中，地震模拟振动台试验表明．该阻尼器尽管构造简单．却是一种具... 研制开发了铅芯橡胶阻尼器，对其进行了５０％和１００％的剪应变加载拟静力试验，这一阻尼器可用于高效被动阻尼（ＨＥＤＣ）与主动变刚度．阻尼（ＡＶＳ．Ｄ）控制装置中，地震模拟振动台试验表明．该阻尼器尽管构造简单．却是一种具有较高可靠性和较好控制效果的阻尼阻。 展开更多

关键词 铅芯橡胶支座 阻尼器 被动阻尼控制 阻尼控制

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基于磁流变阻尼器的新结构体系风载激励下的半主动控制研究 被引量：2

8

作者 秦相军 张洵安 +1 位作者 谢霄 林治民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期864-868,共5页

探讨了采用磁流变阻尼器后新型M SCS结构在随机风载激励下的半主动控制,推导并建立了其控制方程,讨论了在半主动控制下主子结构相对刚度比和附加阻尼比参数的变化对结构响应控制效果的影响,并与相应的传统结构风振响应进行了对比分析。... 探讨了采用磁流变阻尼器后新型M SCS结构在随机风载激励下的半主动控制,推导并建立了其控制方程,讨论了在半主动控制下主子结构相对刚度比和附加阻尼比参数的变化对结构响应控制效果的影响,并与相应的传统结构风振响应进行了对比分析。结果表明该新型结构采用半主动控制能够获得令人满意的控制效果,其半主动控制能有效地减小结构的位移和加速度响应。 展开更多

关键词 MSCS结构 磁流变阻尼器 半主动控制 相对刚度比 附加阻尼比

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结构新型半主动连续变刚度控制的研究 被引量：2

9

作者 杨润林 陈芳 +2 位作者 宋波 闫维明 周锡元 《四川建筑科学研究》 北大核心 2007年第2期127-130,共4页

传统的变刚度控制系统可以有效地抑制结构在地震激励下的动力响应,但是,现有的变刚度装置仅能在很小的范围内改变结构的周期,而且也不利于抑制结构的加速度反应。为了克服这一局限性,提出了一种新型的半主动变刚度(ISAVS)控制系统,并通... 传统的变刚度控制系统可以有效地抑制结构在地震激励下的动力响应,但是,现有的变刚度装置仅能在很小的范围内改变结构的周期,而且也不利于抑制结构的加速度反应。为了克服这一局限性,提出了一种新型的半主动变刚度(ISAVS)控制系统,并通过数值模拟验证了它的有效性。 展开更多

关键词 结构控制 半主动控制 变刚度系统

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半主动变刚度TLCD减振控制的研究 被引量：6

10

作者 霍林生 李宏男 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期157-164,共8页

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一... 为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。 展开更多

关键词 调液柱型阻尼器 变刚度调液柱型阻尼器 半主动控制 动力反应 结构控制

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基于降阶模型的水下结构振动主动控制仿真及实验研究 被引量：4

11

作者 于丹竹 黎胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期70-76,共7页

基于降阶模型对水下结构振动的主动控制进行了仿真及实验研究,并取得了较好的抑制振动的效果。基于结构在可压缩流体加载下的无阻尼实模态矩阵建立了水下结构的降阶模型,由于维数的降低,进而能够设计出相对简化的主动控制系统,减少传感... 基于降阶模型对水下结构振动的主动控制进行了仿真及实验研究,并取得了较好的抑制振动的效果。基于结构在可压缩流体加载下的无阻尼实模态矩阵建立了水下结构的降阶模型,由于维数的降低,进而能够设计出相对简化的主动控制系统,减少传感器和作动器的数量。通过线性二次型最优控制和结构主动变刚度控制两种方法对水下结构振动进行了主动控制仿真,均使结构振动有所下降。仿真结果显示线性二次型最优控制能够降低结构振动的峰值,而结构主动变刚度控制能够将结构的固有频率按照需要进行改变。还通过水下平板振动主动控制模型实验,验证了主动控制技术对水下结构的减振效果。 展开更多

关键词 水下结构 降阶模型 振动主动控制 线性二次型最优控制 变刚度控制 实验研究

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一种新的半主动控制策略——频率控制 被引量：1

12

作者 董锦坤 刘斌 张延年 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第1期18-21,32,共5页

在半主动控制策略—主动变刚度(AVS)的基础之上,提出了一种新的半主动控制策略。利用短时最大熵谱谱阵分析方法能准确给出变频信号在较短时间序列中的时频信息,进而提出主动变刚度体系的频率控制算法。仿真分析表明,该方法简便可行,鲁... 在半主动控制策略—主动变刚度(AVS)的基础之上,提出了一种新的半主动控制策略。利用短时最大熵谱谱阵分析方法能准确给出变频信号在较短时间序列中的时频信息,进而提出主动变刚度体系的频率控制算法。仿真分析表明,该方法简便可行,鲁棒性好,在线计算量很小,能有效的控制受控结构相对位移反应,因此工程实际应用的前景非常光明。 展开更多

关键词 振动与波 最大熵谱分析 主动变刚度系统 频率控制 半主动控制 时频

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基于Hilbert-Huang变换理论的结构振动主动变刚度频率控制 被引量：1

13

作者 汪权 王建国 张鸣祥 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期310-315,共6页

在主动变刚度(AVS)控制策略的基础上,提出一种新的结构振动控制主动变刚度频率控制算法。首先利用Hilbert-Huang变换理论将地震信号分解为有限数量的固有模态函数(IMF),再对这些IMF求解瞬时频率,进而获得信号的时频谱。由地震信号的瞬... 在主动变刚度(AVS)控制策略的基础上,提出一种新的结构振动控制主动变刚度频率控制算法。首先利用Hilbert-Huang变换理论将地震信号分解为有限数量的固有模态函数(IMF),再对这些IMF求解瞬时频率,进而获得信号的时频谱。由地震信号的瞬时频率与结构固有频率构造AVS控制切换准则,当两者频率接近时,AVS装置改变结构的刚度以抑制地震激励下的结构响应。选取两个建筑结构的Benchmark模型作为算例给出仿真分析,结果表明该方法能有效地控制受控结构的地震响应。 展开更多

关键词 经验模态分解 固有模态函数 Hilbert—Huang变换 非平稳信号 主动变刚度 频率控 制算法

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半主动控制技术的应用发展状况 被引量：2

14

作者 金玉杰 《吉林建筑工程学院学报》 CAS 2005年第4期48-50,共3页

结构振动控制是一种全新的、积极主动的结构对策,半主动控制因其具有的所需外加能源极小、装置简单、不易失稳且减振效果接近主动控制的特点,而具有很大的应用潜力.综述了半主动控制装置的理论研究、装置开发及工程实践应用.

关键词 半主动控制 主动变刚度 主动变阻尼 控制算法 智能控制

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柔性底层结构的主动变刚度/阻尼抗震控制 被引量：1

15

作者 孙树民 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期80-82,共3页

提出了一种适用于柔性底层结构抗震控制的主动变刚度 /阻尼装置 ,建立了安装此装置的柔性底层结构的地震反应方程 .算例表明 ,该装置对柔性底层结构的地震反应有良好的控制作用 .此外 ,还讨论了该装置的刚度和阻尼对控制效果的影响 .

关键词 柔性底层结构 抗震控制 主动变刚度/阻尼控制 底层位移 侧移刚度 附加刚度 附加阻尼

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大型渡槽结构半主动变阻尼控制研究 被引量：1

16

作者 王博 任克彬 +1 位作者 徐建国 黄亮 《水利与建筑工程学报》 2010年第2期34-37,共4页

在渡槽减震研究方面,结构主动变阻尼控制对于纵向地震输入下渡槽结构主动变阻尼控制的研究几乎为空白。根据结构振动控制的基本原理,建立了大型渡槽的动力分析模型及运动方程,采用限界Hrovat最优控制算法来调节变阻尼控制装置实现相应... 在渡槽减震研究方面,结构主动变阻尼控制对于纵向地震输入下渡槽结构主动变阻尼控制的研究几乎为空白。根据结构振动控制的基本原理,建立了大型渡槽的动力分析模型及运动方程,采用限界Hrovat最优控制算法来调节变阻尼控制装置实现相应的控制力;并以南水北调某大型渡槽为例,对比计算了大型渡槽在无控、半主动控制和主动控制三种情况下的地震响应差异。结果表明:在跨间伸缩缝处安装主动变阻尼控制装置,中跨左右节点和跨中最大位移分别降低了31%、27%和30%,对槽身和墩顶的位移控制效果较好。主动变阻尼装置能提供与结构运动方向相反即阻止结构运动的控制力,能有效降低渡槽结构纵向地震响应,限界Hrovat最优控制算法能很好跟踪和实现目标主动最优控制力。 展开更多

关键词 渡槽 主动变阻尼 半主动控制 限界Hrovat最优控制算法

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基于MATLAB的半主动悬架可变刚度座椅的研究 被引量：2

17

作者 郑竹安 熊新 +1 位作者 提艳 顾苏菁 《汽车零部件》 2017年第8期9-12,共4页

为进一步改善汽车的乘坐平顺性,利用MATLAB建立了1/2车动力学微分方程;以半主动悬架天棚阻尼控制为基础,设计一种可以改变刚度的座椅系统;以线性滤波得到的B级路面为输入进行仿真分析,对比了3种情况下的汽车平顺性。结果表明:相比于被... 为进一步改善汽车的乘坐平顺性,利用MATLAB建立了1/2车动力学微分方程;以半主动悬架天棚阻尼控制为基础,设计一种可以改变刚度的座椅系统;以线性滤波得到的B级路面为输入进行仿真分析,对比了3种情况下的汽车平顺性。结果表明:相比于被动悬架,天棚阻尼控制有效改善了汽车的平顺性,同时附加变刚度座椅的半主动天棚阻尼控制悬架能进一步提高乘坐舒适性。 展开更多

关键词 半主动悬架 天棚阻尼控制 可变刚度 半车模型 MATLAB/SIMULINK仿真

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地震作用下双槽渡槽半主动变阻尼控制分析 被引量：2

18

作者 徐建国 王露安 +1 位作者 崔军豪 徐一鸣 《水利与建筑工程学报》 2020年第6期7-14,共8页

渡槽结构的抗震安全性一直是需要关注的问题,通过采用变阻尼控制装置对大型双槽渡槽开展地震横向振动半主动控制方法研究,探讨双槽渡槽结构的二次型最优算法的半主动控制效果。采用离散化方法,将被控双槽结构离散为多自由度体系梁段单元... 渡槽结构的抗震安全性一直是需要关注的问题,通过采用变阻尼控制装置对大型双槽渡槽开展地震横向振动半主动控制方法研究,探讨双槽渡槽结构的二次型最优算法的半主动控制效果。采用离散化方法,将被控双槽结构离散为多自由度体系梁段单元,然后建立双槽渡槽结构-变阻尼系统力学模型并建立运动微分方程,进而结合工程实例并借助MATLAB软件,对比分析半主动控制与主动控制策略的控制效果。研究表明半主动变阻尼控制装置可以降低渡槽结构横向地震响应,半主动变阻尼控制的墩底弯矩和剪力较主动控制明显减小。 展开更多

关键词 双槽渡槽 地震响应 横向振动 半主动变阻尼控制

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车辆座椅变刚度变阻尼减振的研究 被引量：1

19

作者 赵强 彭晶 《车辆与动力技术》 2011年第2期25-28,37,共5页

基于双磁流变阻尼器构建了变刚度变阻尼的座椅半主动减振系统,建立了人体-座椅的2自由度动力学模型;对该半主动变刚度变阻尼系统的座椅减振方式采取了开关控制算法.将系统模型在MATLAB—SIMULINK中进行相应的建模仿真,并与被动减振模型... 基于双磁流变阻尼器构建了变刚度变阻尼的座椅半主动减振系统,建立了人体-座椅的2自由度动力学模型;对该半主动变刚度变阻尼系统的座椅减振方式采取了开关控制算法.将系统模型在MATLAB—SIMULINK中进行相应的建模仿真,并与被动减振模型进行对比分析.仿真结果表明,人体加速度均方根值要减小72.8%,人体垂直位移均方根值要减小18.4%,大幅度降低了人体所受的振动强度,能有效地改善座椅的减振效果. 展开更多

关键词 车辆 座椅 减振 变刚度 变阻尼 磁流变阻尼器 开关控制

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电磁轴承控制系统参数与刚度、阻尼的关系 被引量：2

20

作者 曹洁 《甘肃工业大学学报》 1996年第1期79-84,共6页

针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义．计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据．所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承... 针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义．计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据．所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承系统的实验结果相一致． 展开更多

关键词 主动型 电磁轴承 刚度 阻尼 控制系统

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