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单跨简支梁竖向振动的磁悬浮半主动控制的研究

作　者: 杨勤
导　师: 黄东升
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 结构工程
关键词: 竖向隔振磁悬浮非线性振动 Runge-Kutta 半主动控制
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

传统隔振方法在竖向隔振、微振控制等方面一直面临着技术难题。问题的症结就是支撑上部结构需要较大的竖向刚度与隔离竖向震动不需要竖向刚度之间的矛盾难以解决。磁悬浮技术为解决这一问题提供了有效途径。为此,本文建立了基于磁悬浮技术的单跨梁的半主动振动控制模型,导出了磁悬浮单跨梁的控制方程,并应用数值方法,研究了磁悬浮梁在任意地面激励下的响应,内容包括:1.将均质弹性梁简化为一带集中质量的简支梁,导出了控制系统的运动方程,建立磁浮式弹性梁弯曲振动的非线性动力学模型。2.讨论系统在平衡点的稳定性。3.应用推广的Runge-Kutta方法,利用matlab编制程序,计算系统在不同地面输入下的响应。研究系统在简谐激励作用下,不同悬浮高度、不同激励频率和不同激励振幅的响应。结果表明,杆件的初始悬浮位置是磁浮式半主动控制系统的平衡点,且是L稳定的;磁浮式半主动隔振系统具有类似于软弹簧的性质,与普通的弹性简支梁相比,磁浮式半主动振动控制系统的振动频率较低,加速度响应明显减小,系统具有良好的竖向隔振性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-28
  1.1 序言  12
  1.2 结构振动控制  12-21
    1.2.1 结构被动控制  13-16
    1.2.2 结构主动控制  16
    1.2.3 结构半主动控制  16-21
    1.2.4 结构智能控制  21
    1.2.5 混合控制  21
  1.3 磁悬浮技术  21-24
    1.3.1 磁悬浮技术的分类  21-23
    1.3.2 国内外磁悬浮技术的发展现状  23
    1.3.3 磁悬浮技术发展展望  23-24
  1.4 本文主要研究工作——磁悬浮技术应用于隔振  24-28
    1.4.1 问题的提出  24-25
    1.4.2 需研究的关键问题  25-26
    1.4.3 磁悬浮隔振的国内外研究技术现状  26-27
    1.4.4 本文的主要研究内容  27-28
第二章单跨梁的磁浮式隔振系统  28-35
  2.1 非线性振动的求解  28-30
    2.1.1 方程的建立  28
    2.1.2 求解方法  28-29
    2.1.3 非线性振动问题研究的一般步骤  29
    2.1.4 非线性振动研究的不足  29-30
  2.2 磁浮式隔振系统的分析模型  30-32
    2.2.1 磁浮式隔振系统结构模型  30-32
    2.2.2 系统的动力学方程  32
  2.3 磁浮式隔振系统稳定性分析  32-35
    2.3.1 稳定性理论  32-33
    2.3.2 磁浮式单跨梁的稳定性分析  33-35
第三章隔震效果  35-71
  3.1 编制matlab 程序  35-36
    3.1.1 软件选用  35
    3.1.2 Runge-Kutta 格式  35-36
  3.2 数值解  36-69
    3.2.1 磁浮式单跨梁对简谐地面输入的响应  36-66
    3.2.2 磁浮式单跨梁对随机地面输入的响应  66-69
  3.3 分析结果比较  69-71
第四章结论与展望  71-74
  4.1 本文的主要工作与结论  71
  4.2 今后研究工作的展望  71-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
在学期间的研究成果及发表的学术论文  79

单跨简支梁竖向振动的磁悬浮半主动控制的研究

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