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直升机主减速器周期撑杆混合振动控制的机电耦合特性及工作机理研究
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作者 岳慧裕 陆洋 +3 位作者 党崇 李程磊 马锦超 冯剑波 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1722-1731,共10页
直升机主减速器中的齿轮在啮合过程中产生的谐波振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,设计具有隔振性能的齿轮箱撑杆抑制振动向机体传递,可达到舱内降噪的目的。压电叠堆与金属材料周期排列组成压电叠堆周期撑杆(piezoelectric stack ac... 直升机主减速器中的齿轮在啮合过程中产生的谐波振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,设计具有隔振性能的齿轮箱撑杆抑制振动向机体传递,可达到舱内降噪的目的。压电叠堆与金属材料周期排列组成压电叠堆周期撑杆(piezoelectric stack actuators periodic strut,PSAPS),其在特定频带范围内具有“机械滤波”特性,为被动控制;调节PSAPS中压电叠堆的驱动电压,使压电叠堆呈现出变刚度特性,为主动控制。为研究PSAPS的主动与被动混合振动控制方式间的耦合关系,针对压电叠堆中弹性波的传播与周期结构的机械滤波特性,设计了满足直升机齿轮啮合噪声抑制需求的PSAPS方案,并建立了其传递矩阵形式机电耦合动力学模型。从频域的角度将PSAPS两端的力与速度、驱动电压与电流、杆件几何参数与材料参数耦合起来,得到在压电叠堆最大驱动电压、电流的限制下,主、被动混合振动控制的最优力传递率;并分析了PSAPS中的橡胶阻尼损耗因子、激振力幅值、周期数对主动控制所需驱动电压与电流的影响规律。 展开更多
关键词 直升机 振动与噪声 周期结构 混合振动控制
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MIMO混合振动试验中正弦与随机信号分离方法 被引量:2
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作者 张步云 陈怀海 贺旭东 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期920-925,共6页
研究了MIMO(多输入多输出)正弦加随机混合振动试验的控制方法,指出混合信号中正弦信号和随机信号的精确分离是提高控制精度的关键因素。提出了具有滤波特性的相关积分法在时域中识别正弦信号,避免了频域识别的泄露误差问题,详细推导了... 研究了MIMO(多输入多输出)正弦加随机混合振动试验的控制方法,指出混合信号中正弦信号和随机信号的精确分离是提高控制精度的关键因素。提出了具有滤波特性的相关积分法在时域中识别正弦信号,避免了频域识别的泄露误差问题,详细推导了将给定频率的正弦信号从混合信号中分离出来的公式;数值计算显示该方法的识别精度达到0.44%。以一悬臂梁作为研究对象建立两输入两输出振动试验系统模型,使用比例均方根控制算法和正弦幅值修正法分别对随机振动和正弦振动进行修正,将随机信号控制在参考谱的±3dB以内,将正弦信号的幅值控制在参考值的±10%以内,满足振动试验要求。 展开更多
关键词 混合振动 随机振动 正弦振动 信号分离 振动控制
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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟 被引量:1
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作者 李良超 赵国柱 +2 位作者 马国鹭 张磊 徐斌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期147-154,162,共9页
对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比验证模型准确性.结果表明,振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮分别经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅均可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅会使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小. 展开更多
关键词 振动混合 上浮颗粒 固液悬浮 两相流动 数值模拟
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基于混合TPA的水电机组厂房振动传导研究 被引量:1
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作者 秦净净 职保平 杨春景 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期48-53,80,共7页
机组的稳定运行对水电站厂房上下游的经济和社会发展具有重要支撑作用,新时期对水电机组厂房的稳定性要求愈发增高,但以原型观测为基础的振动理论分析与工程实践仍然滞后。为解决水电厂房测点数量不足的问题,该研究以原型观测为基础,考... 机组的稳定运行对水电站厂房上下游的经济和社会发展具有重要支撑作用,新时期对水电机组厂房的稳定性要求愈发增高,但以原型观测为基础的振动理论分析与工程实践仍然滞后。为解决水电厂房测点数量不足的问题,该研究以原型观测为基础,考虑大体系非线性结构的耦合振源传播与放大机理,以实测与仿真计算频响函数(frequency response function, FRF)为核心,搭建混合振动传递路径分析(transfer path analysis, TPA)模型,开展原型-仿真联立分析的水电机组振动传递研究,识别水电机组未测振源、确定振动成分的贡献量等,明确影响响应目标点振动水平的根本原因,并提出局部结构减振措施,形成一套基于传递路径分析方法的水电站厂房振动分析与控制,为我国水电机组的安全稳定运行、结构设计和优化奠定理论基础。 展开更多
关键词 振动传递 水电机组 贡献量 混合振动传递路径分析(TPA)
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垂直振动激励下不同状态物料的宏观混合效果 被引量:2
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作者 马宁 李萌 +2 位作者 陈松 蒋浩龙 商砚冰 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第5期207-211,共5页
为了解振动混合应用于不同状态被混物料时,物料状态对宏观混合效果的影响,采用垂直振动混合方式对液-液体系、固体填料黏合剂体系和颗粒体系进行混合研究,观测和记录混合发展过程。在频率为60 Hz、振幅为2 mm的工况下对甘油水溶液、高... 为了解振动混合应用于不同状态被混物料时,物料状态对宏观混合效果的影响,采用垂直振动混合方式对液-液体系、固体填料黏合剂体系和颗粒体系进行混合研究,观测和记录混合发展过程。在频率为60 Hz、振幅为2 mm的工况下对甘油水溶液、高黏态火炸药模拟物、铝粉颗粒进行振动混合研究。结果表明,不同状态物料振动混合强度影响因素不同;对于液-液混合体系,液体黏度是影响其混合强度的主要因素,黏度越小混合越剧烈;对于颗粒体系,流散性是影响其混合强度的主要因素,流散性越好混合越剧烈;对于固体填料黏合剂体系,液相组分的黏度和固相组分的流散性共同影响混合强度,固体填料黏合剂体系的混合是基于物料的缠结和撕裂来实现的。 展开更多
关键词 振动混合 高黏态 黏度 流散性
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振动台混合试验平台的验证性研究 被引量:2
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作者 周惠蒙 吴斌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期500-505,共6页
振动台混合试验方法将结构关键部分作为试验子结构在振动台上加载,结构其余部分在计算机中进行数值计算。这种试验方法比传统振动台试验成本更低,也能够进行结构的足尺试验。为搭建振动台混合试验平台,研制了剪切力测量装置。采用压差... 振动台混合试验方法将结构关键部分作为试验子结构在振动台上加载,结构其余部分在计算机中进行数值计算。这种试验方法比传统振动台试验成本更低,也能够进行结构的足尺试验。为搭建振动台混合试验平台,研制了剪切力测量装置。采用压差反馈控制来增加振动台系统的液压阻尼比,提高台面加速度响应质量。试验结果表明合理的压差增益可以明显地削弱加速度响应中的油柱共振引起的加速度噪声。将纯质量块作为试验子结构,采用正弦波激励对一个单自由度结构进行振动台混合试验。试验结果与精确计算的结果基本吻合,验证了这种方法的可行性,也验证了振动台混合试验平台的性能。 展开更多
关键词 振动混合试验 压差反馈 噪声 时滞
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平行分离双幅桥气动导数识别的混合强迫振动试验法 被引量:1
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作者 周奇 朱乐东 +1 位作者 周成 郭震山 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期304-311,共8页
自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV... 自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV法识别出的气动导数,以及基于MFV法和FreeV法的二维颤振分析结果与节段模型测试结果。研究结果表明:无论是上游桥还是下游桥,MFV法识别的气动导数均离散性较小,随折算风速的变化规律明确;而FreeV法识别的气动导数离散性较大,随折算风速的变化规律较差,尤其是受气动干扰效应影响较大的下游桥;基于MFV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果较为接近,而基于FreeV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果的偏差较大,尤其是下游桥,偏差更为显著;相比于FreeV法,MFV法能更为准确地模拟平行分离双幅桥的气动干扰效应,其颤振预测结果更准确。 展开更多
关键词 平行分离双幅桥 气动导数 混合强迫振动试验法 自由振动试验法 颤振临界风速
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抗震结构振动混合最优控制 被引量:2
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作者 吴子燕 赵玉立 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期539-543,共5页
利用“瞬态最优控制”理论、泛函极值理论和梯形积分公式 ,导出了状态空间内的混合控制结构的最优控制算法 ,随后以结构在某瞬时的能量以及外界输入能量之和为性能指标函数 ,在构型空间内直接从结构运动微分方程导出基于 Newmark直接积... 利用“瞬态最优控制”理论、泛函极值理论和梯形积分公式 ,导出了状态空间内的混合控制结构的最优控制算法 ,随后以结构在某瞬时的能量以及外界输入能量之和为性能指标函数 ,在构型空间内直接从结构运动微分方程导出基于 Newmark直接积分法的瞬态最优闭环控制算法 ;对于带主动控制机构的混合控制 ,给出了求最优控制力时用到的权阵 Q的选择 ;在数值模拟分析的基础上 。 展开更多
关键词 振动混合控制 最优控制 瞬时最优闭环控制 抗震结构
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柔性连杆机构振动主被动混合控制研究 被引量:1
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作者 任建亭 邱阳 刘宏昭 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期290-294,共5页
首次提出对柔性连杆机构振动采用主被动混合控制的方法。导出了粘贴压电材料和粘弹性材料的构件的有限元方程,应用常增益微分控制器对柔性机构振动主被动控制方法进行了分析研究。讨论了粘弹性材料层的厚度对控制输入和控制效果的影响... 首次提出对柔性连杆机构振动采用主被动混合控制的方法。导出了粘贴压电材料和粘弹性材料的构件的有限元方程,应用常增益微分控制器对柔性机构振动主被动控制方法进行了分析研究。讨论了粘弹性材料层的厚度对控制输入和控制效果的影响,最后对一柔性机构振动响应的控制进行了计算机仿真,证明了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 柔性机构 振动混合控制 振动 柔性连杆机构
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振动式混合造粒干燥机基础特性的研究
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作者 单宝峰 单锋 《机械设计与制造》 2001年第4期76-77,共2页
这里对振动式混合造粒干燥机的运动和物料在床层中的运动规律进行了研究,为设备的实际造粒过程和结构设计提供可靠的依据。
关键词 流态化 结构设计 振动混合造粒干燥机
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地震模拟振动台子结构混合试验方法 被引量:5
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作者 李海洋 王向英 田石柱 《建筑科学与工程学报》 CAS 2009年第2期75-80,共6页
为了克服地震模拟振动台对试验结构尺寸和质量的限制,并降低试验费用,将子结构试验技术应用于振动台试验,并提出了新型的振动台子结构混合试验方法。介绍了振动台子结构试验的基本原理,分析了2种实时加载方式和加载的具体过程,探讨了振... 为了克服地震模拟振动台对试验结构尺寸和质量的限制,并降低试验费用,将子结构试验技术应用于振动台试验,并提出了新型的振动台子结构混合试验方法。介绍了振动台子结构试验的基本原理,分析了2种实时加载方式和加载的具体过程,探讨了振动台子结构试验数值积分算法的特点,并结合算例分析了数值积分算法的稳定性和试验的可行性。数值仿真结果表明:当数值积分步长足够小、试验控制系统的滞后不大时,振动台子结构试验的结果能够很好地与全结构试验的结果相吻合。 展开更多
关键词 地震模拟 振动台子结构混合试验 中央差分法 数值仿真 建筑抗震
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直升飞机机载设备振动特性仿真分析 被引量:8
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作者 王和伟 袁学庆 许凯林 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第2期43-45,49,共4页
简述了直升机机载设备振动环境的特点,采用能量等效原则将正弦加随机的混合振动转化为宽带加窄带的随机振动,论述了边界条件的设置方式和具体的仿真步骤,该方法的提出使的计算机仿真分析得以应用;以电源箱外壳为例依次对该结构进行了模... 简述了直升机机载设备振动环境的特点,采用能量等效原则将正弦加随机的混合振动转化为宽带加窄带的随机振动,论述了边界条件的设置方式和具体的仿真步骤,该方法的提出使的计算机仿真分析得以应用;以电源箱外壳为例依次对该结构进行了模态仿真分析和随机振动仿真分析,得到了激励谱条件下外壳的振动响应结果和最大等效应力,分析了能量突变的原因并论述了应力结果的判断方式,试验结果也验证了仿真分析的可靠性,为直升机机载设备振动仿真分析提供了理论依据和实现方法。 展开更多
关键词 直升机振动 混合振动 模态分析 振动仿真分析
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负脉冲混合多模态输入整形器抑振鲁棒性分析 被引量:3
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作者 李兵 魏玉兰 +1 位作者 欧鹏飞 张清珠 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第1期132-135,139,共5页
鲁棒性是评估输入整形器抑振能力强弱的重要指标,可通过分析灵敏度曲线获得。描述了一种新型负脉冲混合多模态输入整形控制策略的构建方法与鲁棒性分析原理。建立六种负脉冲混合两模态输入整形器抑制一种3-DOF机器人的残余振动,通过仿... 鲁棒性是评估输入整形器抑振能力强弱的重要指标,可通过分析灵敏度曲线获得。描述了一种新型负脉冲混合多模态输入整形控制策略的构建方法与鲁棒性分析原理。建立六种负脉冲混合两模态输入整形器抑制一种3-DOF机器人的残余振动,通过仿真分析了它们前两个模态的抑振频带宽度与频率误差范围,并分析了各种多模态输入整形器的抑振特性和选用原则。结果表明,采用新型控制策略建立的输入整形器NZVD-NEI的鲁棒性最好,且脉冲类型的变化和混合控制策略的应用将改变多模态输入整形器的鲁棒性,NZV-NZVD输入整形器对这种3-DOF机器人抑振的综合性能最好。 展开更多
关键词 多模态 输入整形 负脉冲 混合振动控制 鲁棒性 机器人
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混和输入整形控制策略快速抑制机器人振动 被引量:1
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作者 魏玉兰 李兵 +1 位作者 张清珠 欧鹏飞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期636-642,共7页
当多模态系统中各个模态的振动幅度和共振频带宽度差异明显时,正脉冲多模态输入整形器在有效减小残余振动的同时却增加了系统响应时间,而负脉冲混合多模态输入整形方法可解决该问题。介绍了其控制策略的基本原理和一个3-DOF并联机器人,... 当多模态系统中各个模态的振动幅度和共振频带宽度差异明显时,正脉冲多模态输入整形器在有效减小残余振动的同时却增加了系统响应时间,而负脉冲混合多模态输入整形方法可解决该问题。介绍了其控制策略的基本原理和一个3-DOF并联机器人,并构造6种减小该机器人前2个模态振动的负脉冲混合输入整形器。使用仿真获得了各种负脉冲混合两模态输入整形器(NHTIS)的振动响应曲线,分析了其响应时间和抑制振动的能力,并分别与正脉冲、负脉冲两模态输入整形器对比。结果表明NHTIS能在减小多模态残余振动的同时提高系统响应速度。 展开更多
关键词 输入整形 多模态 负脉冲 混合振动控制 机器人
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用于直升机舱内降噪的智能周期撑杆研究
15
作者 岳慧裕 陆洋 +2 位作者 朱天宇 党崇 李程磊 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1335-1348,共14页
直升机主减速器内的齿轮啮合引起的中高频振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,通过设计具有隔振性能的减速器撑杆可以有效抑制传递到机体的振动,进而减小齿轮啮合诱发的舱内噪声。基于压电叠堆/橡胶周期结构,提出了一种适用于直升机舱... 直升机主减速器内的齿轮啮合引起的中高频振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,通过设计具有隔振性能的减速器撑杆可以有效抑制传递到机体的振动,进而减小齿轮啮合诱发的舱内噪声。基于压电叠堆/橡胶周期结构,提出了一种适用于直升机舱内降噪的主动/被动混合振动控制的智能周期撑杆,在满足强度与刚度要求的同时,具有优良的多频与宽频减振能力。压电叠堆与橡胶材料周期排列组成周期结构,其在特定频率范围内具有“机械滤波”特性;同时,通过调节驱动压电叠堆的电压与电流,改变压电叠堆的动刚度,可实现主动减振的功能。为了对智能周期撑杆的主动/被动混合振动控制性能进行分析,建立了基于传递矩阵形式的智能周期撑杆的机电耦合动力学模型,并使用多物理场仿真软件验证了模型的正确性。进一步基于该模型分析了在驱动电压与电流有限的条件下的智能周期撑杆的最优隔振性能:在智能周期撑杆一端固支、一端受到10N的激振力时,最大驱动电压为20V、最大驱动电流为1A的电学边界限制下,该智能周期撑杆具有将692Hz以上的振动完全衰减的能力,对692Hz以下的振动有一定程度的控制效果。此外,还研究了材料参数与力学边界条件对主动控制的影响,即橡胶材料的阻尼、激振力对进行主动控制时需要的驱动电压与电流的影响。使用有限元模型校核了智能周期撑杆的强度与刚度,验证了所提出的智能周期撑杆方案的工程可行性。使用压电叠堆作动器与聚酯乙烯杆件组成一个三周期的压电叠堆周期撑杆作为智能周期撑杆的简化模型,验证了主动/被动混合振动控制性能,分析了力学边界条件对隔振性能的影响,以及进行主动控制时的驱动电压和电流与最优驱动电压和电流的关系。 展开更多
关键词 直升机 舱内噪声 智能周期撑杆 主动/被动混合振动控制 最优隔振性能
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流场中轻浮颗粒下拉方式数值模拟与对比分析 被引量:1
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作者 刘渝丰 陈炯 +3 位作者 李蒙 孙江龙 解德 刘曾 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期75-80,共6页
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对振动混合器和叶轮搅拌器中轻浮颗粒的分散过程进行数值模拟,分析了颗粒分散效果的影响因素。结果表明,与叶轮搅拌相比,振动混合器在相同离底间隙的条件下,轻浮颗粒的下拉效果更好,消耗功率更少。
关键词 轻浮颗粒 搅拌流场 分散效果 振动混合 叶轮搅拌器 数值模拟
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Torsional vibration active control of hybrid construction machinery complex shafting 被引量:1
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作者 胡琼 阳春华 +1 位作者 刘少军 郑皓 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第9期3498-3503,共6页
Due to the coaxial connection of engine, motor and pump, the dynamic characteristics of hybrid construction machinery are changed, which generates a new torsional vibration problem of multi-power sources. To reduce th... Due to the coaxial connection of engine, motor and pump, the dynamic characteristics of hybrid construction machinery are changed, which generates a new torsional vibration problem of multi-power sources. To reduce the torsional vibration of the hybrid construction machinery complex shafting, torsional vibration active control was proposed. The three-mass model of coaxial shafting of hybrid construction machinery was established. The PID control and the fuzzy sliding mode control were chosen to weaken torsional vibration by controlling the motor speed and torque. The simulation results show that the fuzzy sliding mode control has 12% overshoot of the PID control when the engine torque changes. The active control is effective and can realize smooth power switch. 展开更多
关键词 torsional vibration active control hybrid construction machinery electro-mechanical coupling fuzzy sliding modecontrol
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Evaluating performance of cutting machines during sawing dimension stones
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作者 Mohammad ATAEI Sadjad MOHAMMADI Reza MIKAEIL 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第7期1934-1945,共12页
The performance of cutting machines in terms of energy consumption and vibration directly affects the production costs. In this work, our aim was to evaluate the performance of cutting machines using hybrid intelligen... The performance of cutting machines in terms of energy consumption and vibration directly affects the production costs. In this work, our aim was to evaluate the performance of cutting machines using hybrid intelligent models. For this purpose, a systematic experimental work was performed. A database of the carbonate and granite rocks was established, in which the physical and mechanical properties of these rocks (i.e., UCS, elastic modulus, Mohs hardness, and Schmiazek abrasivity factor) and the operational parameters (i.e., depth of cut and feed rate) were considered as the input parameters. The predictive models were developed incorporating a combination of the multi-layered perceptron artificial neural networks and genetic algorithm (GANN-BP) and the support vector regression method and Cuckoo optimization algorithm (COA-SVR). The results obtained indicated that the performance of the developed GANN-BP and COA-SVR models was close to each other and that these models had good agreements with the measured values. These results also showed that these proposed models were suitable tools in evaluating the performance of cutting machines. 展开更多
关键词 dimension stone cutting machine energy consumption VIBRATION hybrid intelligent method
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