西安交通大学：《智能结构与振动控制》课程教学课件（讲稿）第9章 主动隔振技术

西安交通大学xi'an jiao tong university第9章主动隔振技术1.原理2.分类3.完全主动隔振4.主动反共振隔振5.半主动隔振6.准零刚度隔振航天航空学院

2 第9章 主动隔振技术 1. 原理 2. 分类 3. 完全主动隔振 4. 主动反共振隔振 5. 半主动隔振 6. 准零刚度隔振

西安交通大学1原理xi'an jiao tong university在被动隔振的基础上，并联能产生一定要求的作动器，或用作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过适当控制作动器的运动，达到减振的目的。F(+) F(t)设奋设备设备某座基度V幸中冈元件多基TTT无隔振被动隔振主动隔振3航天航空学院

在被动隔振的基础上，并联能产生一定要求的作动器，或 用作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过适当 控制作动器的运动，达到减振的目的。 1 原理 3 无隔振 被动隔振 主动隔振

西安交通大学2分类xi'an jiao tong university（1）隔振形式（2）作动器类型(ER)伺服型电流变液完全主动隔振机电型半主动隔振电磁型主动反共振伺服气垫型磁悬浮型（3）设计方法磁致伸缩型频域法压电材料时域法航天航空学院

（1）隔振形式  完全主动隔振  半主动隔振  主动反共振 （3）设计方法  频域法  时域法 2 分类 4 （2）作动器类型  电流变液（ER）伺服型  机电型  电磁型  伺服气垫型  磁悬浮型  磁致伸缩型  压电材料

西安交通大学xi'an jiao tong university3完全主动隔振m的运动方程为疙制茶Mmx=-h(×-3)+f于一校州力X-炸动拉式变换有（零初始条件）TTT(ms+k)Z(s)- Fs) =k3(s)主动隔振原理图①未格, p Frs)=D,m的应为;k,(s>=S(s)ms?+k5航天航空学院

3 完全主动隔振 5 主动隔振原理图 m的运动方程为 拉式变换有（零初始条件）

西安交通大学xi'an jiao tong university3完全主动隔振按隔振对象的位移为反馈信号源F(s)= (w(s).区(s)W(s)为传感器，控制器和作动器之间的传递函数（需设计）(ms-+h)zcs) +wis)(s) = kg(s)kgts)→)=W(s)+(ms th)则:Zc)K,(3)二ws)一十Z,3)ms+k6航天航空学院

3 完全主动隔振 6 按隔振对象的位移为反馈信号源 W(s)为传感器，控制器和作动器之间的传递函数（需设计） 则：

西安交通大学xi'an jiao tong university3完全主动隔振用s=jの代入即有频域下的隔振性能指标K（j），设计原则即通过设计W(s）使系统稳定，且1 K,tgw)( <1werw,w2)，w为你乐统的2水弃限著 W(s)的试为Wls)=as?+bs-cR3cs)代入有： 又c=(m+a)s'+bs+(k-c)航天航空学院

3 完全主动隔振 7 用 s=jω 代入即有频域下的隔振性能指标 K1( jω ) ，设计原 则即通过设计 W( s ) 使系统稳定，且

西安交通大学xi'anjiaotonguniversity3完全主动隔振相比未控情况（被动隔振），主动方式的特点为：1增加与隔振对象绝对速度成正比的阻尼力（bs项）2）闭环系统的振动实际质量（惯性）增加（m+α）s23）系统的振动刚度变小均可提高隔振效果！8航天航空学院

3 完全主动隔振 8 相比未控情况（被动隔振），主动方式的特点为： 1）增加与隔振对象绝对速度成正比的阻尼力（bs 项） 2）闭环系统的振动实际质量（惯性）增加 ( m + a) s2 3）系统的振动刚度变小 均可提高隔振效果！

西安交通大学xi'an jiaotonguniversity3完全主动隔振以基础激励为反馈源信号F(5)= - W (s)35)代入不7<=V3cs)ms?+kZ(s)而=（-Z,15)k闪样没计(,使eLww,[,即9航天航空学院

3 完全主动隔振 9 以基础激励为反馈源信号

西安交通大学xi'anjiaotonguniversity4主动反共振隔振若完全主动隔振中，W(s）为wWIS)=s+1区)代入有K,(S)=wwZ,(s)+mstk+W2l C- Kitgw=0(ps =sw代a有 s*+ws\Iw"+wr即有激励频率为の，的扰动的传递率为零，从而在该频率位置的隔振效果最佳，此即主动反共振隔振。10航天航空学院

4 主动反共振隔振 10 若完全主动隔振中，W (s) 为 即有激励频率为 ωn 的扰动的传递率为零，从而在该频率 位置的隔振效果最佳，此即主动反共振隔振

西安交通大学xi'anjiaotonguniversity5半主动隔振（1）引入的背景主动隔振虽效果好，但要求较多的附加能源和较复杂的控制装置。于是提出一种相对简单，需要能量小的隔振措施（2）核心部件常采用阻尼系数可调节的主动式阻尼器如磁流变液、电流变液等阻尼器（3）调节原则：考虑主动隔振可能提供与隔振对象绝对运动速度成正比的阻尼力，故半主动隔振系统中提供的阻尼力尽可能接近主动隔振系统所提供的阻尼力。11航天航空学院

5 半主动隔振 11 （1）引入的背景 主动隔振虽效果好，但要求较多的附加能源和较复杂的控 制装置。于是提出一种相对简单，需要能量小的隔振措施。 （2）核心部件常采用阻尼系数可调节的主动式阻尼器， 如磁流变液、电流变液等阻尼器。 （3）调节原则：考虑主动隔振可能提供与隔振对象绝对 运动速度成正比的阻尼力，故半主动隔振系统中提供的阻 尼力尽可能接近主动隔振系统所提供的阻尼力