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双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性振动特性研究
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作者 花纯利 汪凯 +1 位作者 曹国华 卢昊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期169-178,共10页
为研究双万向联轴器连接的转子系统弯扭耦合振动机理,综合考虑双万向联轴器角向偏差、质量偏心和碰摩的影响,通过采用拉格朗日方程推导出双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性动力学微分方程组。应用数值方法系统地分析了转子系统弯扭... 为研究双万向联轴器连接的转子系统弯扭耦合振动机理,综合考虑双万向联轴器角向偏差、质量偏心和碰摩的影响,通过采用拉格朗日方程推导出双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性动力学微分方程组。应用数值方法系统地分析了转子系统弯扭耦合振动响应特性,探究了双万向联轴器角向偏差和外激励载荷对转子系统无碰摩振动特性的影响规律。结合随系统参数变化的分岔图,研究了旋转频率、角向偏差、偏心率、阻尼比、接触刚度和摩擦因数等参数对系统碰摩振动响应特性的影响规律。这些研究结果有助于理解弯扭耦合多跨转子系统动态响应特性和现象,为转子系统的状态识别和故障诊断提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 万向联轴器 转子系统 弯扭耦合 线性振动
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考虑边缘效应的静电驱动MEMS振子非线性振动定性研究 被引量:1
2
作者 李佰洲 韩建鑫 +1 位作者 黄仪 崔良玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的... 应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的静态分岔特征,推导并定义了无量纲临界立方刚度、一次吸合电压和二次吸合电压;然后,应用多尺度方法得到了系统的频响函数,定义了小幅振动频响软硬特性转换的无量纲临界电压;最后,结合动态吸合条件与软硬转换临界控制方程,讨论了系统的主共振以及阱间跳跃的动态规律。该研究对于定性掌握静电驱动MEMS振子的静动态吸合及主共振响应规律具有理论及工程参考价值。 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS)振子非线性振动 分岔 吸合 边缘效应
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非线性振动控制恢复力辨识方法研究进展
3
作者 刘清华 曹军义 +2 位作者 金睿 沈祥力 姜东 《振动工程学报》 北大核心 2025年第11期2586-2599,共14页
非线性振动控制在航天、航空和航海等领域的高端装备中扮演着极其重要的角色,在振动控制方程中非线性恢复力的设计与调控直接影响振动控制水平的优劣。然而,在实际服役环境下,准确的非线性恢复力估计依赖于高质量的数据集获取和鲁棒的... 非线性振动控制在航天、航空和航海等领域的高端装备中扮演着极其重要的角色,在振动控制方程中非线性恢复力的设计与调控直接影响振动控制水平的优劣。然而,在实际服役环境下,准确的非线性恢复力估计依赖于高质量的数据集获取和鲁棒的参数辨识算法。基于此,针对非线性振动控制中的隔振、减振和吸振等热门非线性振动控制方式,将其非线性恢复力调控归纳为三种典型形式:准零刚度、双稳态刚度和迟滞阻尼类型。针对三种恢复力类型,系统回顾了恢复力曲面法、希尔伯特变换、时频分析、非线性子空间、无迹卡尔曼滤波、优化算法、物理先验神经网络和稀疏辨识8种辨识方法的研究进展和辨识流程。此外,简要总结了非线性恢复力辨识中的一些问题及对未来研究方向的展望。 展开更多
关键词 线性振动控制 准零刚度 双稳态刚度 迟滞阻尼 恢复力辨识
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考虑幅值依赖的螺栓连接圆锥法兰壳非线性振动特性研究
4
作者 赵佳慧 柴清东 +1 位作者 周欣 秦楠 《振动与冲击》 北大核心 2025年第23期162-172,共11页
对螺栓连接圆锥法兰壳的非线性振动特性开展了理论与试验研究。首先,建立了考虑连接界面刚度与阻尼幅值依赖的螺栓法兰边界非线性力学模型;而后,采用Donnell壳体理论并结合Chebyshev多项式位移假设,通过Lagrange方程推导出控制方程;最后... 对螺栓连接圆锥法兰壳的非线性振动特性开展了理论与试验研究。首先,建立了考虑连接界面刚度与阻尼幅值依赖的螺栓法兰边界非线性力学模型;而后,采用Donnell壳体理论并结合Chebyshev多项式位移假设,通过Lagrange方程推导出控制方程;最后,搭建了模态与响应测试平台,在验证不同拧紧力矩下频率响应的基础上,通过理论计算与试验验证相结合的方式分析了螺栓松动对非线性振动响应的影响。研究结果表明:螺栓松动导致共振响应先增大后减小,同时伴随共振频率左移,这归因于螺栓连接界面接触状态与连接刚度的综合影响。通过对比不同螺栓松动边界条件下的振动响应,揭示了摩擦滑移与刚度退化在非线性振动行为中的协同作用,为工程应用中螺栓连接薄壁结构的动力学预测与设计提供了依据。 展开更多
关键词 线性振动 圆锥法兰壳 螺栓松动边界 幅值依赖 试验验证
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乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究
5
作者 马艳 王佳媛 《应用化工》 北大核心 2025年第4期911-919,926,共10页
超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究是超声化学的基础问题,研究了超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动,气泡内部能量转换、温度、压强和冲击波等空化效应及其影响因素。结果表明,乙醇溶液中气泡具有更强的收缩... 超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究是超声化学的基础问题,研究了超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动,气泡内部能量转换、温度、压强和冲击波等空化效应及其影响因素。结果表明,乙醇溶液中气泡具有更强的收缩振动特性,乙醇溶液中气泡的非线性振动及空化效应强弱取决于驱动声场的声压振幅、驱动频率、气泡的均衡半径、乙醇浓度等因素。 展开更多
关键词 乙醇 线性振动 声空化 超声化学
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考虑球缺陷的全陶瓷角接触球轴承打滑及非线性振动特性研究
6
作者 王展 赵瑞 +2 位作者 王子男 张珂 高刘旺 《振动工程学报》 北大核心 2025年第11期2654-2672,共19页
为探究球缺陷对全陶瓷角接触球轴承打滑和非线性振动特性的影响,提出了一种考虑球缺陷的全陶瓷角接触球轴承打滑动力学模型。引入球缺陷产生的时变位移激励,建立了球缺陷对滚道的冲击力模型。结合轴承动态接触过程中的赫兹接触特性,构... 为探究球缺陷对全陶瓷角接触球轴承打滑和非线性振动特性的影响,提出了一种考虑球缺陷的全陶瓷角接触球轴承打滑动力学模型。引入球缺陷产生的时变位移激励,建立了球缺陷对滚道的冲击力模型。结合轴承动态接触过程中的赫兹接触特性,构建了球与滚道的接触力模型。考虑球与滚道和保持架的相互作用,构建了轴承打滑模型。仿真分析了不同工况下径向载荷、转速和球缺陷尺寸对全陶瓷轴承打滑及非线性振动特性的影响。结果表明,内圈的加速度越大,保持架的滑动率更容易趋近稳定。径向载荷增大,球与内滚道的滑移速度减小。随着缺陷尺寸的扩大,冲击过程更加明显,接触力幅值增大,波动紊乱度提升,保持架的滑动率越大,运动越复杂,振动幅值越大,不利于轴承的长时间运行。仿真与试验的旋转频率幅值最大误差为6.5%,验证了模型的可靠性。该研究可为全陶瓷轴承的运行状态检测提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 全陶瓷轴承 球缺陷 打滑特性 线性振动
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FGP梁非线性振动的谱几何⁃增量谐波平衡解法
7
作者 钟锐 王瑞华 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期731-738,共8页
针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使... 针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使用谱几何级数表征梁结构的各位移分量,并引入线性模态分量建立FGP梁的非线性降阶方程,进而采用增量谐波平衡(IHB)法追踪FGP梁降阶模型的动力学响应解。通过SGM⁃IHBM解与文献解的对比验证了本文非线性模型的正确性,进而分析了孔隙率、厚度、激励幅值等对FGP梁非线性振动特性的影响。 展开更多
关键词 线性振动 FGP梁 谱几何 增量谐波平衡法
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管内压强下Timoshenko输流微管的非线性振动研究
8
作者 税波 李云东 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期79-89,共11页
采用弱形式求积元法对管内压强影响下Timoshenko可伸缩输流微管的非线性振动进行了分析。研究了管内不同压强、管道外径和管道内外径比下的无量纲频率、横向位移、截面转角位移和轴向位移。证明了轴向位移对微管的非线性振动影响较大,... 采用弱形式求积元法对管内压强影响下Timoshenko可伸缩输流微管的非线性振动进行了分析。研究了管内不同压强、管道外径和管道内外径比下的无量纲频率、横向位移、截面转角位移和轴向位移。证明了轴向位移对微管的非线性振动影响较大,不应该被忽略。研究发现输流微管所受管内压强的影响比输流管所受管内压强的影响更大。将所得的部分数值结果同已有文献进行了比较,验证了弱形式求积元法在Timoshenko输流微管上非线性动力学分析的可行性。 展开更多
关键词 线性振动 Timoshenko输流微管 弱形式求积元法 可伸缩管 压强
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一类弱非线性振动问题的插值摄动解法 被引量:8
9
作者 袁镒吾 刘又文 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期115-119,共5页
用插值摄动法[1]求解一类有阻尼的弱非线性振动问题。算例表明,当小参数很小时,本文结果和多尺度法的一级近似结果十分接近。当小参数不是很小时(即接近于强非线性振动时),本文结果,仍然相当准确,并优于多尺度法的一级近似结果。
关键词 弱非线性振动 插值 奇异摄动法 线性振动
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双质体线性振动系统的动力学研究 被引量:4
10
作者 侯书军 《河北科技大学学报》 CAS 2003年第2期1-4,共4页
振动破碎机是一种可以达到粗磨效果的超细破碎机,它可以使整个粉磨流程的能耗大幅降低。但是,它是一个复杂的多自由度刚体散体强耦合振动系统,需要进行深入的研究。本文将其简化为双质体线性振动系统,对其动力学特性进行了初步分析,不... 振动破碎机是一种可以达到粗磨效果的超细破碎机,它可以使整个粉磨流程的能耗大幅降低。但是,它是一个复杂的多自由度刚体散体强耦合振动系统,需要进行深入的研究。本文将其简化为双质体线性振动系统,对其动力学特性进行了初步分析,不仅为设计振动破碎机样机、进行实验研究提供了依据,也为其非线性动力学的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 振动破碎机 双质体线性振动系统 幅频特性 线性振动 线性动力学
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线性和非线性振动系统的识别 被引量:3
11
作者 俞启浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期48-55,共8页
在一个振动系统中对其线性和非线性参数的识别是十分重要的,目前许多振动问题的分析是以模态分析法为基础的,但是当这个振动系统的二个固有频率值十分接近而且这个系统具有足够大的阻尼时,或者这个系统存在着非线性量时,那些基于频... 在一个振动系统中对其线性和非线性参数的识别是十分重要的,目前许多振动问题的分析是以模态分析法为基础的,但是当这个振动系统的二个固有频率值十分接近而且这个系统具有足够大的阻尼时,或者这个系统存在着非线性量时,那些基于频率响应函数的方法,是很难加以识别的,本文提出了一个立足于从冲击试验的响应数据为基础的方法去识别多自由度振动系统的机械导纳,然后再进一步计算出这个系统的所有原始参数,这个方法不仅适用于相互耦合的线性振动系统而且适用于非线性振动系统的分析。 展开更多
关键词 机械振动 线性振动 线性振动
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齿轮系统非线性振动研究进展 被引量:84
12
作者 王建军 李其汉 李润方 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期37-51,共15页
围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题,较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况.文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念,包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法;然后分别评述了时... 围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题,较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况.文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念,包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法;然后分别评述了时变轮齿啮合刚度参数振动问题和齿侧间隙非线性振动问题的研究进展.此后讨论了同时包含齿侧间隙和时变啮合刚度时齿轮非线性振动问题方面的研究.最后,建议了齿轮系统非线性振动方面今后的研究重点. 展开更多
关键词 齿轮系统 啮合过程 时变啮合刚度 轮齿 参数振动 齿侧间隙 线性振动 求解方法 评述
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多间隙弯扭耦合齿轮非线性振动的分岔特性研究 被引量:23
13
作者 盛冬平 朱如鹏 +1 位作者 陆凤霞 靳广虎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第19期116-122,共7页
采用集中质量法,建立了齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型,模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的量纲一振动微分方程,采用数值积分方法研究多间隙弯... 采用集中质量法,建立了齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型,模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的量纲一振动微分方程,采用数值积分方法研究多间隙弯扭耦合齿轮传动的运动随转速、齿侧间隙、支承间隙以及阻尼等参数的分岔特性,同时结合Poincaré截面图,全面系统的分析了转速、啮合阻尼、齿侧间隙以及支承间隙等参数对系统分岔特性的影响。结果发现,在一定的齿侧间隙和啮合阻尼下,随着转速的逐渐增加,系统进入混沌的途径包括激变和拟周期分岔,且随着阻尼系数的增加,系统的分岔和混沌运动被抑制,表现为其混沌区域宽度逐渐降低;在一定的转速和啮合阻尼下,而随着齿侧间隙的逐渐增加,系统会从通过激变进入混沌的途径转变成由倍周期分岔途径进入到混沌,且系统在不同的啮合阻尼下最终锁相为混沌、周期四、周期二和周期一运动;在满足一定的转速和啮合阻尼条件下,随着齿侧间隙的增加,系统可通过倍周期分岔进入并锁定为Naimark-sacker分岔。在满足一定的转速、啮合阻尼和齿侧间隙的条件下,随着支承间隙的增加,系统运动进入狭窄的周期五窗口后锁相为周期一运动,且从系统的控制方程和数值解可以发现支承间隙对系统的运动的影响较弱。 展开更多
关键词 弯扭耦合 线性振动 分岔 多间隙
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含间隙碰撞振动系统的非线性振动特性 被引量:27
14
作者 卢绪祥 刘正强 +1 位作者 黄树红 李录平 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期388-393,共6页
基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果... 基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果表明:随着频率比、激振力幅值和间隙的改变,碰撞振动系统出现了周期、倍周期和混沌运动;频率比和激振力幅值对系统的非线性振动特性影响很大,出现了较宽的混沌带,而间隙对系统响应的影响相对较小,但在较小间隙的变化范围内,系统的振动特性变化却较显著. 展开更多
关键词 间隙 碰撞振动系统 HERTZ接触理论 线性振动 频率比 激振力幅值 混沌运动
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碰摩转子轴承系统非线性振动特征的实验研究 被引量:20
15
作者 刘长利 姚红良 +1 位作者 张晓伟 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期970-973,共4页
建立了转子碰摩故障的实验装置,通过实验研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特征,发现对油膜力影响较小的系统,转定子碰摩使系统产生了半频及高频分量,而对于滑动轴承支撑的系统,较小的碰摩间隙使得系统在油膜涡动之前产生碰摩,系统产... 建立了转子碰摩故障的实验装置,通过实验研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特征,发现对油膜力影响较小的系统,转定子碰摩使系统产生了半频及高频分量,而对于滑动轴承支撑的系统,较小的碰摩间隙使得系统在油膜涡动之前产生碰摩,系统产生了丰富的高频分量;当碰摩间隙较大时,碰摩在油膜涡动之后发生,此时碰摩对系统的影响很小,轴承油膜力对系统的影响最大· 展开更多
关键词 转子系统 线性振动 滑动轴承 油膜涡动 碰摩故障 故障诊断
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弧齿锥齿轮传动系统的非线性振动特性研究 被引量:18
16
作者 王立华 黄亚宇 +1 位作者 李润方 林腾蛟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期260-264,共5页
基于集中参数法建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯-扭-轴-摆耦合振动三维空间十二自由度动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在忽略扭摆振动的基础上,系统等效处理为八自由度... 基于集中参数法建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯-扭-轴-摆耦合振动三维空间十二自由度动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在忽略扭摆振动的基础上,系统等效处理为八自由度模型,通过引入状态变量并用五阶变步长自适应Runge-Kutta数值积分方法直接求解该多自由度模型,得到系统的动态响应。随激励频率ωh的改变,系统将出现单周期简谐、多周期次谐、拟周期和混沌响应,且发现各周期响应的过渡是通过拟周期的分叉实现的。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 集中参数 动态响应 线性振动
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齿轮非线性振动研究综述 被引量:17
17
作者 杨宏斌 邓效忠 +1 位作者 高建平 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期807-809,共3页
评述齿轮非线性振动的研究理论、热点、难点及研究方法,提出研究曲齿锥齿轮及准双曲面齿轮非线性振动的模型建立方法及研究方向,提出使用灰色控制理论解决齿轮抗振问题的思想。
关键词 线性振动 齿轮 灰色控制
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螺旋锥齿轮非线性振动特性及参数影响 被引量:7
18
作者 杨先勇 周晓军 +2 位作者 胡宏伟 李雄兵 庞茂 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期505-510,共6页
引入沿啮合点法向的相对位移,建立了含间隙、时变啮合刚度和传动误差的螺旋锥齿轮传动7自由度动力学模型.运用五阶自适应Runge-Kutta方法对系统非线性振动特性和参数变化对混沌、冲击等行为的影响进行计算分析,得到冲击、非冲击的参数区... 引入沿啮合点法向的相对位移,建立了含间隙、时变啮合刚度和传动误差的螺旋锥齿轮传动7自由度动力学模型.运用五阶自适应Runge-Kutta方法对系统非线性振动特性和参数变化对混沌、冲击等行为的影响进行计算分析,得到冲击、非冲击的参数区间.结果表明,随着啮合频率增大、啮合刚度系数增大或啮合阻尼系数减小,系统分别经倍周期分岔、Hopf分岔两种途径进入混沌;随着载荷系数、啮合阻尼系数的增大和啮合刚度系数的减小,混沌和次谐波消减,冲击状况改善,间隙非线性的影响减弱,啮合阻尼系数变化的影响在轻载时更显著,而啮合刚度系数变化的影响在重载时更显著. 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 线性振动 间隙 冲击 混沌
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汽车悬架系统非线性振动的主动控制 被引量:17
19
作者 王洪礼 石磊 +1 位作者 刘文革 孙景 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期164-166,221,共4页
首次采用微分几何理论,提出了一种输出一干扰解耦法,对汽车悬架系统的非线性振动的主动控制进行了研究。通过适当的非线性坐标变换,将其简化为线性系统,并对此系统进行最优控制,再通过非线性状态反馈实现对原系统的的主动控制。仿... 首次采用微分几何理论,提出了一种输出一干扰解耦法,对汽车悬架系统的非线性振动的主动控制进行了研究。通过适当的非线性坐标变换,将其简化为线性系统,并对此系统进行最优控制,再通过非线性状态反馈实现对原系统的的主动控制。仿真结果表明,这种针对现有元件非线性特性的方法既符合实际情况又有良好的控制效果。 展开更多
关键词 线性振动 主动控制 汽车悬架系统
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基于高速摄像的双线性振动陀螺力学特性分析 被引量:9
20
作者 蒋明 杨福俊 +2 位作者 董萼良 郑翔 何小元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期121-126,共6页
针对微机械陀螺特征尺寸小、振动频率高,其动态特性难以精确评价的问题,提出了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像相关技术的测试方案。并用此方法测量了双线性振动陀螺的固有频率、品质因子、—阶模态振型和杨氏模量。实验数据表明... 针对微机械陀螺特征尺寸小、振动频率高,其动态特性难以精确评价的问题,提出了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像相关技术的测试方案。并用此方法测量了双线性振动陀螺的固有频率、品质因子、—阶模态振型和杨氏模量。实验数据表明,系统分辨率可达0.01μm,不同驱动频率下所测振子响应频率误差小于0.023%。 展开更多
关键词 线性振动陀螺 固有频率 品质因子 杨氏模量 高速摄影
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