Системы компенсации внешних возмущений
Курсовой проект - Безопасность жизнедеятельности
Другие курсовые по предмету Безопасность жизнедеятельности
ства эквивалентной парциальной частоты ДВГ основной частоте возбуждения. Полное виброгашение объекта на основной частоте невозможно, т.е. нереально, чтобы амплитуда колебаний объекта была бы равна нулю. Это происходит при использовании виброударного гасителя по двум причинам: во-первых, при соударении гасителя об объект возбуждаются колебания других (как правило, высших) гармоник, а во-вторых, амплитуда колебаний объекта по основной гармонике не может исчезнуть из-за потерь энергии в гасителе. Эта амплитуда D равна
D = 0,407 (1 -R2)?(2.1)
где R - коэффициент восстановления скорости гасителя при ударе;
? - зазор при симметричном расположении массы ДВГ.
Однако ДВГ виброударного типа имеет неоспоримое преимущество при защите объектов, на которые действует сила с изменяющейся основной частотой.
В объектах с ДВГ видов 5 и 8 может происходить абсолютное виброгашение, если предположить, что отсутствует диссипация энергии при движении гасителя. Для настройки ДВГ этих видов безразлична частота возбуждения, однако радиус полости r зависит от амплитуды A объекта до постановки ДВГ и от соотношения между массой М1 объекта и массой М2 виброгасителя. Для ДВГ вида 14 абсолютное виброгашение (также при пренебрежении диссипацией энергии при движении ДВГ) достигается только для одной частоты, разыскиваемой по соотношению
(2.2)
где k2 - коэффициент жесткости пружин ДВГ.
Таким образом, ДВГ каждого (из основных) вида обладает как преимуществами, так и недостатками [2].
3. Обзор активных систем виброзащиты
виброзащита гидравлический пневматический виброизоляция
Методы виброзащиты, связанные с использованием пассивных элементов, инерционных, упругих и диссипативных, во многих случаях оказываются неэффективными. Они не могут в полной мере обеспечить выполнение сложных и, как правило, противоречивых требований, предъявляемых к виброзащитным устройствам. В связи с этим чаще применяются так называемые активные системы, являющиеся, по существу, системами автоматического управления движением амортизируемых тел, обладающими обычно независимыми источниками энергии.
Обычно эффективность виброзащиты пассивных подвесок проявляется при частотах возмущающего воздействия, несколько превышающих резонансную частоту. В простых пассивных виброзащитных системах на резонансной частоте амплитуда колебании и связанные с ней ускорения значительно превышают уровень возмущающих воздействий на основании.
Снижение резонансной частоты пассивных подвесок в результате уменьшения жесткости упругого элемента имеет ряд ограничений эргономического и технического характера. Поэтому даже самые совершенные пассивные виброзащитные системы, применяемые в настоящее время на различных машинах, обеспечивают эффективное виброгашение частот, составляющих 3 Гц и более. К менее существенным недостаткам пассивных виброзащитных систем относят, например, такие, как чувствительность подвески к весу изолируемого от вибрации объекта, а также чувствительность к внешним силам. Для обеспечения высокой эффективности виброзащиты оператора от низкочастотных возмущающих воздействий в последнее время стали создавать активные виброзащитные системы. Их применение может быть оправдано на тяжелых машинах, например скреперах, на которых основные частоты возмущающего вибрационного воздействия составляют 0,5.. .0,8 Гц.
Активные виброзащитные системы представляют собой следящие системы, которые осуществляют движение каркаса и объекта виброзащиты в противофазе относительно вибрирующего основания. Эти системы стремятся обеспечить абсолютную в вертикальном направлении неподвижность объекта виброзащиты при наличии вертикальных перемещений основания.
Как и всякие следящие системы, активные виброзащитные системы требуют для функционирования подвода энергии. Эта особенность и объясняет, почему подобные системы называют активными. Кроме того, активность системы связана также с принудительным перемещением объекта виброзащиты относительно вибрирующего основания на основании информации или сигналов управления, снимаемых с соответствующих датчиков.
Несмотря на относительную сложность и более высокую стоимость по сравнению с пассивными системами, активные системы виброзащиты имеют ряд достоинств, позволяющих прогнозировать их широкое применение в тех случаях, когда пассивные подвески не могут обеспечить эффективной виброзащиты, особенно низкочастотной.
Применение активных систем позволяет получить:
очень малую жесткость при колебательном возбуждении (с собственной частотой, значительно меньшей, чем у обычных пассивных систем);
высокую жесткость по отношению к постоянно действующей нагрузке;
нулевые статические смещения;
возврат изолируемой массы в исходное положение при стационарной и случайной нагрузках;
независимость работы системы от изменения изолируемой массы;
одно- и двухстороннюю характеристики жесткости;
требуемые формы амплитудно-частотных характеристик;
возможность адаптивного управления путем использования упреждающей обратной связи.
На рисунке 3.1 приведена структурная схема активной виброзащитной системы [2]. Исполнительное устройство формирует регулирующее воздействие V (t), которое в общем случае может быть записано как
(t) =Fl[x(t) + F2[g(t)] +F3[f(t)] (3.1)
где F1 F2, F3 - некоторые в общем случае нелинейные функции от ошибки х, задающего g и возмущающего f возде?/p>