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时滞减振是一种新兴的减振技术,它实际上是一种主动减振技术,其减振频带宽、减振效果好、可以实时调节,并且时滞减振器容易设计。本文利用时滞反馈控制系统的振动,主要分析了反馈增益系数和时滞对系统减振的作用,以及对系统动力学行为的影响。
首先,分析了线性系统中时滞反馈控制对系统减振的作用及其对系统动力学行为的影响。在一个两自由度的动力吸振器减振系统中,文章引进一个带时滞的状态反馈构成所谓的时滞动力吸振器(Delayed Resonator)来控制主系统的振动a并用直接法(Direct Method)分析了时滞动力吸振器及整个减振系统的稳定性。结果表明,当系统受到谐波激励时,可以根据外激励频率的变化来调节反馈增益系数和时滞的值。并且,在反馈增益系数和时滞的某些稳定的调节区间内,能够完全消除主系统的振动。
在对上述含时滞反馈控制的线性动力吸振器系统进行减振分析的基础上,文章又考虑减振系统中非线性的存在,并采用多尺度方法分析了带时滞反馈的非线性动力吸振器系统的减振问题。分析结果表明,非线性动力吸振器在共振点附近对系统减振起到了很好的作用,并且非线性系数越大减振效果越好。对非线性参数确定的非线性动力吸振器,可以通过引进时滞状态反馈控制主系统的振动。存在反馈增益系数和时滞的某些调节区域,当两参数在这些可调区域内调节时,能够减少主系统的振动。并且在该可调区域内存在一对反馈增益系数和时滞调节的最佳值,主系统的振动最多可以比非线性动力吸振器减少约90%。本文还研究了时滞反馈控制在自参数动力吸振器系统中的作用,同样也存在着反馈增益系数和时滞的某些调节区域能够减少主系统的振动。并且当反馈增益系数和时滞调节到最佳值时,主系统的振动最多可以比自参数动力吸振器减少约90%。本文还在一个两自由度非线性减振系统中引进了一个带时滞的状态反馈,用来控制该系统垂直方向的振动。对于正反馈控制,通过调节反馈增益系数和时滞,系统垂直方向的振动最多可以比非线性减振器减少约65%。而对于负反馈控制,系统垂直方向的振动最多可以比非线性减振器减少约86%。然而,对于某些反馈增益系数和时滞值,系统减振控制失败,可能导致系统复杂的概周期运动或混沌运动。
在对上述离散的动力系统进行时滞减振分析的基础上,分析了利用非线性饱和控制器控制梁的一阶振动模态中时滞对饱和控制的影响。发现时滞不仅影响饱和控制的有效频率范围,而且还影响饱和控制的有效频率宽度。
本文研究了时滞反馈控制对动力系统减振的作用,结果表明时滞减振方法是一种既简单又有效的减振方法。