组合型摩擦摆隔震装置的设计与试验研究 被引量：3

1

作者 赵守江 柏文 《工程力学》 北大核心 2025年第8期223-230,共8页

针对摩擦摆支座(FPB)在浮放物体应用中的局限性,提出了一种组合型摩擦摆隔震装置(CFPSI)。介绍其基本构造和工作原理,建立分析模型并推导出它的运动方程;制作了试验模型并分别进行滞回性能测试和地震动模拟试验,同时与理论分析结果进行... 针对摩擦摆支座(FPB)在浮放物体应用中的局限性,提出了一种组合型摩擦摆隔震装置(CFPSI)。介绍其基本构造和工作原理,建立分析模型并推导出它的运动方程;制作了试验模型并分别进行滞回性能测试和地震动模拟试验,同时与理论分析结果进行对比以验证分析模型的正确性以及方案的可行性;采用数值分析方法比较了CFPSI和FPB在不同地震强度下的隔震效果。结果表明:CFPSI不仅结构简单,易于加工,而且具有起滑加速度阈值小,变刚度和变阻尼的特点;无论是滞回性能曲线还是地震响应曲线,理论分析值和试验值均吻合良好,证明了CFPSI的设计方案合理,动力分析模型准确;与FPB相比,除具有良好的隔震性能外,CFPSI还表现出更强的自适应性。 展开更多

关键词 组合型摩擦摆隔震装置 摩擦系数 滞回性能 隔震效果 浮放物体

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基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法

2

作者 樊新航 徐建军 +3 位作者 邰穗安 王怿瑾 刘俊生 董春 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1791-1809,共19页

旋转倒立摆系统是一种强耦合、欠驱动且具有强非线性特征的非最小相位系统,针对一阶旋转倒立摆系统存在的控制复杂性和不稳定性问题,提出了一种基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法。首先,对于一阶旋转倒立摆这一典型非线性欠... 旋转倒立摆系统是一种强耦合、欠驱动且具有强非线性特征的非最小相位系统,针对一阶旋转倒立摆系统存在的控制复杂性和不稳定性问题,提出了一种基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法。首先,对于一阶旋转倒立摆这一典型非线性欠驱动非最小相位系统,采用拉格朗日-欧拉法建立了其动力学方程及数学模型,并基于反馈线性化技术,实施了优化线性化处理;然后,采用反步法和参数估计法设计了无模型反步控制器,并引入了非线性阻尼和动态面控制方法,解决了高阶系统的微分爆炸和扰动敏感问题;最后,在不同负载和运动条件下,将该控制器与传统的比例积分微分(PID)控制器、线性二次型(LQR)控制器进行了对比仿真,并使用STM32单片机作为主控制器,搭建了实物实验平台并进行了验证。研究结果表明:该控制器在30°初始偏角下的稳摆控制达到稳定的时间为0.3 s,最大稳定偏角范围扩展至76.6°。该控制方法通过多模块协同作用,增强了对非线性系统的灵敏控制能力,较传统算法具有更强的鲁棒性和动态响应特性。 展开更多

关键词 反馈线性化 旋转倒立摆 动力学分析 反步法 无模型控制 稳摆控制 动态响应特性

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Matlab软件在单摆自由振动中的应用 被引量：16

3

作者 李硕 赵彤帆 +1 位作者 李根全 宋海珍 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第11期65-68,共4页

自由振动的单摆在大角度摆动时,动力学方程是非线性的,非线性系统复杂行为的一种重要研究方法就是数值计算法。通过理论分析,得到无阻尼、有阻尼、及弹簧单摆大角度振动的动力学方程。利用Matlab软件,观察弹簧单摆的振动现象,求出弹簧... 自由振动的单摆在大角度摆动时,动力学方程是非线性的,非线性系统复杂行为的一种重要研究方法就是数值计算法。通过理论分析,得到无阻尼、有阻尼、及弹簧单摆大角度振动的动力学方程。利用Matlab软件,观察弹簧单摆的振动现象,求出弹簧单摆非线性微分方程的数值解,展现大角度自由振动单摆周期与角振幅的关系曲线、大角度自由振动和阻尼振动的单摆的相轨迹。对不同条件单摆进行数值模拟,从而直观地研究了不同条件单摆的运动。结果表明,Matlab软件在振动问题中的应用,不仅实现了数值计算高效快捷、绘制图像形象直观,而且弥补了实验的不足,为计算机辅助物理教学提供了一个较好的软件。 展开更多

关键词 MATLAB软件 自由振动 单摆 相轨迹 阻尼振动

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自由摆平板系统高精控制设计 被引量：3

4

作者 侯涛 赵贺 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2013年第1期18-20,共3页

针对自由摆平板控制系统,设计了双传感器闭环控制方法。该方法首先采用增量式光电编码器检测自由摆角度;然后将自由摆角度值作为给定值,采用角度传感器检测平板的实时转角反馈,形成闭环控制。测试结果表明,该方法能够很好地完成检测功能... 针对自由摆平板控制系统,设计了双传感器闭环控制方法。该方法首先采用增量式光电编码器检测自由摆角度;然后将自由摆角度值作为给定值,采用角度传感器检测平板的实时转角反馈,形成闭环控制。测试结果表明,该方法能够很好地完成检测功能,实现了高精度控制。 展开更多

关键词 自由摆 平板控制系统 光电编码器 角度传感器 闭环控制 伺服控制

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重力加速度的测量方法与实验分析 被引量：10

5

作者 董光兴 王新兴 +2 位作者 张鹏 杨文君 禄志强 《河西学院学报》 2015年第5期31-36,55,共7页

应用力学实验室常见的测量重力加速度的三种方法:单摆法、小钢球自由落体运动法(落球法)和倾斜气垫导轨法,分人次测量了张掖地区的重力加速度数值,并对实验结果进行了对比分析.发现:单摆法测量重力加速度实验离散度小,误差小,可重复性较... 应用力学实验室常见的测量重力加速度的三种方法:单摆法、小钢球自由落体运动法(落球法)和倾斜气垫导轨法,分人次测量了张掖地区的重力加速度数值,并对实验结果进行了对比分析.发现:单摆法测量重力加速度实验离散度小,误差小,可重复性较好.测量重力加速度的实验设计需要最少的简化条件和最少的测量量的个数,且实验所用到的物理模型应该是最简单的.因此,单摆法是实验室测量重力加速度最好的选择. 展开更多

关键词 重力加速度 单摆法 落球法 倾斜气垫导轨 精密度

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倒立摆的移动控制 被引量：3

6

作者 林红 夏淳 《苏州大学学报（自然科学版）》 CAS 2000年第4期53-56,共4页

构造了带自由摆的倒立摆 ,利用现代控制论的方法 ,使倒立摆在保持直立的状态下能够向任意位置移动 。

关键词 倒立摆 自由摆 锯齿波 移动控制 平衡控制 机器人 步行机理

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三种重力加速度实验测定方法的比较研究 被引量：5

7

作者 梁玉娟 钟友坤 +2 位作者 韦兰香 许敏明 邓卫娟 《河池学院学报》 2015年第2期117-122,共6页

以河池学院力学实验室为例,分别通过FB327型单摆实验仪、FB210C型复摆实验仪和FB210E型自由落体实验仪测定重力加速度,并对三种测定结果进行对比和分析,得出三种测定方法误差产生的原理及减小误差的方法。此举为实验操作者对比和选择测... 以河池学院力学实验室为例,分别通过FB327型单摆实验仪、FB210C型复摆实验仪和FB210E型自由落体实验仪测定重力加速度,并对三种测定结果进行对比和分析,得出三种测定方法误差产生的原理及减小误差的方法。此举为实验操作者对比和选择测定方法提供依据,为实验教学者提供教学参考。 展开更多

关键词 重力加速度 单摆 复摆 自由落体

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基于自由摆的平板控制系统研究 被引量：1

8

作者 王刚 李冰 +1 位作者 王浩 刘英旋 《白城师范学院学报》 2012年第3期38-42,共5页

系统以STC89C51单片机、ADXL345芯片和步进电机为核心部件.由按键控制实现不同过程的切换,通过角度传感器对摆杆的位移、运动方向进行检测,并将数据反馈给单片机.结合独特的数学及物理公式的算法实现了平板动态平衡和定点指向功能,并通... 系统以STC89C51单片机、ADXL345芯片和步进电机为核心部件.由按键控制实现不同过程的切换,通过角度传感器对摆杆的位移、运动方向进行检测,并将数据反馈给单片机.结合独特的数学及物理公式的算法实现了平板动态平衡和定点指向功能,并通过高分辨率的LCD对倾角进行显示. 展开更多

关键词 自由摆 平板控制系统 STCC 角度传感器

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复杂双摆的KAM定理 被引量：4

9

作者 胡志兴 管克英 《高校应用数学学报（A辑）》 CSCD 北大核心 1999年第2期147-154,共8页

本文建立了复杂双摆的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ运动方程，并将重力作为扰动，利用ＫＡＭ理论研究了复杂双摆的运动规律．研究结果表明：复杂双摆运动规律与传统双摆运动规律类似，当重力能量与总能量相比很小时，ＫＡＭ不变闭曲线存在表... 本文建立了复杂双摆的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ运动方程，并将重力作为扰动，利用ＫＡＭ理论研究了复杂双摆的运动规律．研究结果表明：复杂双摆运动规律与传统双摆运动规律类似，当重力能量与总能量相比很小时，ＫＡＭ不变闭曲线存在表明无重力系统的“总动量”守恒的特点． 展开更多

关键词 复杂双摆 无重力系统 KAM定理 哈密顿运动方程

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安装失谐摆的大跨越分裂导线自由振动计算 被引量：11

10

作者 赵高煜 何锃 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期63-66,共4页

安装了失谐摆的大跨越分裂导线振动特性的准确计算对于舞动分析和防舞设计有重要意义。文中基于子导线总位移的控制微分方程,推导得到子导线段自由振动的控制微分方程。针对导线运动的小应变和小转角特点,提出了大跨越分裂导线的一种新... 安装了失谐摆的大跨越分裂导线振动特性的准确计算对于舞动分析和防舞设计有重要意义。文中基于子导线总位移的控制微分方程,推导得到子导线段自由振动的控制微分方程。针对导线运动的小应变和小转角特点,提出了大跨越分裂导线的一种新型三维有限元模型,它可以直接处理间隔棒上安装了失谐摆的情况。结合间隔棒对导线的约束关系,推导建立了单元质量和刚度矩阵。应用获得的公式体系对实际大跨越分裂导线进行了自由振动计算, 注意到系统有丰富的侧向摆动模态。计算结果与实测结果的比较表明文中所用方法能有效应用于多档连续大跨越导线的动力特性的分析计算。 展开更多

关键词 安装 失谐摆 大跨越分裂导线 自由振动 计算 高压输电线路

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直线柔性连接两级倒立摆建模与自由运动仿真 被引量：2

11

作者 侯祥林 张宁 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期934-937,共4页

目的建立具有柔性连接的倒立摆力学模型,并进行倒立摆自由摆动过程的仿真分析,为给出有效的精确控制方法提供条件.方法以直线柔性连接二级倒立摆系统为研究对象,应用动力学原理,推导直线柔性连接二级倒立摆系统的微分方程,结合Runge-Ku... 目的建立具有柔性连接的倒立摆力学模型,并进行倒立摆自由摆动过程的仿真分析,为给出有效的精确控制方法提供条件.方法以直线柔性连接二级倒立摆系统为研究对象,应用动力学原理,推导直线柔性连接二级倒立摆系统的微分方程,结合Runge-Kutta数值积分法对非线性微分方程求解,编制具有一定初始条件的倒立摆各构件运动过程的计算程序.结果获得较为准确的倒立摆力学模型,并通过自由摆动过程的求解表明其有效性.结论为进一步良好的摆起和平衡控制打下基础. 展开更多

关键词 柔性连接倒立摆 微分方程 自由摆动 仿真

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多节摆的自由振动分析 被引量：1

12

作者 何勤 王正龄 《大学物理》 北大核心 2011年第4期12-15,共4页

利用拉格朗日方程,导出了多节摆系统的运动微分方程.根据三对角阵的性质,给出了振动系统的特征多项式和特征矢量的递推公式.并以三节摆为例,说明了结果的应用,用此方法验证了《力学与实践》2002年第24期《多自由度振动系统的简正坐标和... 利用拉格朗日方程,导出了多节摆系统的运动微分方程.根据三对角阵的性质,给出了振动系统的特征多项式和特征矢量的递推公式.并以三节摆为例,说明了结果的应用,用此方法验证了《力学与实践》2002年第24期《多自由度振动系统的简正坐标和简正振动模式》一文中的结果. 展开更多

关键词 多节摆 自由振动 三对角阵 特征多项式 特征矢量

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具有两种阻尼作用的大摆动单摆阻尼参数的确定 被引量：1

13

作者 侯祥林 戴丽 徐厚生 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第6期1025-1027,共3页

目的提出一种有效新方法来确定单摆大摆动情况下的两种阻尼参数,以获得系统的精确分析.方法基于非线性单摆系统的摆动过程数值分析方法,结合摆动实验测试数据,建立以黏性阻尼和库仑阻尼为设计变量,以实验测定停止时间点摆的转角与速度... 目的提出一种有效新方法来确定单摆大摆动情况下的两种阻尼参数,以获得系统的精确分析.方法基于非线性单摆系统的摆动过程数值分析方法,结合摆动实验测试数据,建立以黏性阻尼和库仑阻尼为设计变量,以实验测定停止时间点摆的转角与速度平方和为目标函数的非线性阻尼参数的优化计算方法.结果建立了具有黏性和库仑摩擦阻尼同时存在时非线性单摆系统的阻尼因数的计算方法,获得阻尼参数分析.结论为精确系统模型关键参数计算提供新思想,为复杂系统过程控制提供条件. 展开更多

关键词 单摆 非线性系统 阻尼参数 自由摆动 优化

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具有质量的刚杆连接的双摆运动 被引量：4

14

作者 崔志明 王辉 《延安大学学报（自然科学版）》 2001年第2期21-24,共4页

建立了用具有质量的刚杆连接的双摆运动方程 ,并将重力作为扰动 ,利用 KAM定理研究了双摆的运动规律 .当重力能量与总能量相比很小时 ,KAM不变闭曲线的存在表明无重力系统的“总动量”守恒的特点 .

关键词 双摆 无重力系统 刚杆 等能量面 KAM定理

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汶川大地震激发的地球球型自由振荡 被引量：25

15

作者 任佳 陈华静 +3 位作者 王松 蒋翠荣 杨耀文 王长江 《中国地震》 CSCD 北大核心 2009年第1期73-80,共8页

用垂直摆倾斜仪和水管倾斜仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2008年5月12日汶川8.0级大地震激发的0S6～0S32基频球型自由振荡。并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,... 用垂直摆倾斜仪和水管倾斜仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2008年5月12日汶川8.0级大地震激发的0S6～0S32基频球型自由振荡。并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合,除0S7振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0.3%外,其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0.1%左右。可以从垂直摆倾斜仪和水管倾斜仪的观测资料中提取汶川地震激发的地球球型振荡信息,这为地球自由振荡的研究提供了一种新的仪器观测方法。用数字化地倾斜观测资料研究地球自由振荡问题或许有着较好的前景。 展开更多

关键词 垂直摆倾斜仪 水管倾斜仪 地球自由振荡 球型振荡

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复杂单摆的KAM理论

16

作者 梁建莉 汤龙坤 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第2期231-234,共4页

建立了一类复杂单摆的运动方程.首先利用一个动量守恒的首次积分将二自由度系统转化为单自由度系统,然后利用KAM理论,将重力能量作为小扰动项,研究了复杂单摆的运动规律.研究表明:当重力能量与总能量相比很小时,或者单摆总能量充分大时... 建立了一类复杂单摆的运动方程.首先利用一个动量守恒的首次积分将二自由度系统转化为单自由度系统,然后利用KAM理论,将重力能量作为小扰动项,研究了复杂单摆的运动规律.研究表明:当重力能量与总能量相比很小时,或者单摆总能量充分大时,复杂单摆的KAM不变曲线仍然存在,整个系统做拟周期运动,扰动系统仍然具有无重力系统的运动规律. 展开更多

关键词 复杂单摆 无重力系统 KAM理论 哈密顿系统

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平行连杆单摆式文物隔震装置性能分析 被引量：4

17

作者 周乾 闫维明 关宏志 《水利与建筑工程学报》 2014年第1期26-29,192,共5页

馆藏浮放文物隔震装置可有效减小地震对文物的破坏,而我国在这方面的研发比国外要落后。为保护馆藏浮放文物,开发了一种平行连杆单摆式文物隔震装置,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了装置的隔震性能。首先对隔震装置进行了简... 馆藏浮放文物隔震装置可有效减小地震对文物的破坏,而我国在这方面的研发比国外要落后。为保护馆藏浮放文物,开发了一种平行连杆单摆式文物隔震装置,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了装置的隔震性能。首先对隔震装置进行了简要介绍,阐述其隔震机理;然后基于动力学相关公式,对隔震装置的效果进行了理论分析,并讨论了不同参数条件的影响;在此基础上,建立了隔震装置的有限元模型,进行了时程分析,获得了文物的位移及加速度响应,评价了装置隔震效果。结果表明:该隔震装置较好地利用了平行连杆的平动原理、杠杆平衡原理及单摆隔震原理,可有效减小文物的地震响应,因而具有良好的隔震效果。后续工作将从试验角度进一步验证及完善该隔震装置性能。 展开更多

关键词 浮放文物 隔震装置 平行连杆 单摆 隔震性能

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微型摆式内燃机结构及润滑系统的改进

18

作者 林吉靓 朱峰 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期542-547,共6页

微型摆式内燃机(MFPSE)组成零件数目少、结构简单、整机体积轻小,但结构的简单致使MFPSE在实际运行中存在诸多问题.结合试验样机的工作状况并参考有限元分析结果,对中心摆的结构进行改进,并设计新的MFPSE润滑方式.改进后的MFPSE运行稳定... 微型摆式内燃机(MFPSE)组成零件数目少、结构简单、整机体积轻小,但结构的简单致使MFPSE在实际运行中存在诸多问题.结合试验样机的工作状况并参考有限元分析结果,对中心摆的结构进行改进,并设计新的MFPSE润滑方式.改进后的MFPSE运行稳定,接近设计要求,该设计思路可给便携式MFPSE及微型机械的发展提供借鉴. 展开更多

关键词 微型摆式内燃机 中心摆 结构设计 干涉分析 润滑

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变参数自由电子激光器的摆模型

19

作者 邵明珠 《量子电子学》 CSCD 1990年第4期288-293,共6页

把变参数自由电子激光器的电子纵向运动方程化为具有外力矩的摆方程,并将它同加速器和沟道辐射类比,讨论了系统的相平面特征以及饱和性和临界状态等。导出了系统的增益公式。

关键词 变参数 自由电子 激光器 摆方程

原文传递

自由电子激光器的全局分叉与混沌行为

20

作者 邵明珠 罗诗裕 《东莞理工学院学报》 2007年第3期18-21,共4页

在摆模型基础上,考虑了阻尼项和受迫项的影响,电子的运动方程化为典型的动力学方程;利用Melnikov方法分析了系统的全局分又与Smalc马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值,为自由电子激光器的设计提供了理论... 在摆模型基础上,考虑了阻尼项和受迫项的影响,电子的运动方程化为典型的动力学方程;利用Melnikov方法分析了系统的全局分又与Smalc马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值,为自由电子激光器的设计提供了理论分析． 展开更多

关键词 自由电子激光 摆方程 MELNIKOV函数 分叉 混沌

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