中国建筑第五工程局有限公司周帅获国家专利权
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龙图腾网获悉中国建筑第五工程局有限公司申请的专利一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119227232B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411227709.5,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法是由周帅;方聪;华旭刚;李寿英设计研发完成,并于2024-09-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法,通过无线远程伸缩调节装置改变轴向电涡流阻尼器传统被动耗能减振的方式,将轴向电涡流阻尼器沿车辆中心线对称布置于跨座式单轨车辆底部转向架上的两侧,对跨座式单轨在运行过程中的振动响应进行无线远程主动耗能减振,且针对控制指令与输出之间存在的时间延迟现象,设计了消除时滞所带来的对系统控制效果的影响的修正方法,对理想状态下的系统计算分析得到的系统所需最优横向控制力的增益反馈矩阵进行瞬时修正,以获得修正后的最优横向控制力,从而通过远程控制电涡流阻尼器中的输出装置,提高时滞存在情况下的系统无线远程振动控制效果,提高行车舒适性与平稳性。
本发明授权一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法,其特征在于,将轴向电涡流阻尼器沿跨座式单轨车辆断面中心线对称布置于车辆底部的转向架上的左右两侧,轴向电涡流阻尼器的一端固定于转向架上,另一端固定于跨座式单轨车辆底部,且轴向电涡流阻尼器与水平面的夹角为θ,所述轴向电涡流阻尼器的滚珠丝杠上沿圆周上布置若干个无线远程伸缩调节装置,无线远程伸缩调节装置上固定有永磁铁,所述无线远程伸缩调节装置能够无线接受到远程控制端发出的控制指令,以沿径向调节永磁铁与导体圆管之间的间距;所述远程控制端能够执行所述的考虑时滞的轴向电涡流阻尼器振动控制方法: 步骤1:实时采集跨座式单轨的车辆运行过程中的横向速度vt和加速度at; 步骤2:判断加速度at>a0是否成立,a0为预设的加速度阈值,若是,则执行下一步骤,若否,此时加速度at≤a0,则不会向无线远程伸缩调节装置发出控制指令; 步骤3:建立车辆系统的状态方程其中St为车辆系统的状态向量,包含车辆横向速度vt,为车辆系统的状态向量求导,包含车辆横向加速度at,A为系统特性矩阵,能根据车辆的质量、阻尼、刚度得到,Ut为系统所需的横向控制力,B为控制力的作用位置矩阵,能根据阻尼器的输出阻尼力的作用位置坐标得到,Ft为环境干扰,D为环境干扰的位置矩阵,均由传感器测量得到; 步骤4:考虑系统时滞的存在,并通过最优控制算法计算得到最优横向控制力U″t; 步骤4.1:通过内嵌最优控制算法求解状态方程得到控制力增益矩阵G1、G2,最优横向控制力表示为其中G1、G2分别为速度和加速度的增益矩阵,因考虑到系统的时滞存在,为了修正时滞所带来的影响,将最优横向控制力表示为其中Δts为速度反馈的时滞,为加速度反馈的时滞,为了弥补时滞对控制系统的影响,控制器瞬时对速度和加速度的增益矩阵G1、G2进行修正,最优横向控制力表示为:其中G1′、G2′分别为时滞系统所需速度和加速度控制力矩阵; 步骤4.2:系统存在时滞的本质就是速度和加速度增益反馈相位的滞后,时滞系统中速度和加速度反馈的相位分别滞后ωΔts、其中ω为车辆系统的固有频率,根据相位差,将速度的增益矩阵G1分解为G1′StcosωΔts、-G1′StsinωΔtsω,将加速度的增益矩阵G2分解为为使实际控制系统等价于理想控制系统,即时滞系统等价于无时滞系统,需要满足下式: 步骤4.3:考虑到两个系统的刚度和阻尼必须保持一致,即由此计算得到有时滞系统所需速度和加速度控制力矩阵G1′、G2′,并得到最终主动修正的最优横向控制力 在得到最优横向控制力U″t后,通过无线远程伸缩调节装置控制轴向电涡流阻尼器进行主动减振。
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