Способ демпфирования вынужденных колебаний объекта

(57) Изобрению, в часттранспортцию подвеления жесз 9 п у еподвески;сти упруго БДЕМКОЛЕБАтение оности кных срески и фткостьюгдеСо - начго элемСОЮС ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПФИРОВАНИЯ ВЫНУЖНИЙ ОБЪЕКТАтносится к машиностроеуправляемым подвескам дств, Измеряют деформаормируют сигналы управ- по закону С = С 0 -Л С . = у - ц(т) - деформация альное значение жесткоента; Л С - допустимое,.Я 21787810 А значение изменения жесткости; у - скорость перемещения объекта; у - перемещение объекта; ц(т) - величина предварительной деформации упругого элемента (высота неровностей дороги), Закон управления жесткостью реализуется в виде системы контроля и измерения параметров состояния обьекта демпфирующего устройства 1, содержащей подсистемы измерения скорости, перемещения объекта 2 и перемещения упругого элемента демпфирующего устройства 3 и подсистему формирования команд 4, которая выдает управляющий сигнал 5 на устройство регулирования жесткости 6 демпфирующего устройства объекта, которое через кинематические звенья 8 осуществляет воздействие на объект 9, а сигнал о состоянии демпфирующего устройства и объекта по каналам обратной связи 10, 11 подается на вход системы контроля и измерения параметров состояния 1, 2 ил.Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при изготовлении регулируемых и управляемыхподвесок транспортных средств,Известны различные способы демпфирования колебаний объекта, основанные навведении в устройство различных активныхсистем управления по скорости и перемеуейлю объекта (подрессоренных масс), атакже управляемых подвесок переменной 10жесткости, перенастраиваемых в зависимости от загрузки транспортного средства,Эффективность гашения колебанийобьекта с помощью указанных устройств невысока и ограничена узким диапазоном параметров внешнего воздействия (егоспектром частот и амплитуд),Ближайшим аналогом предложенногоизобретения является устройство гашенияколебаний объекта, содержащее из двухкамерного пневматического амортизатора сперепускным электроклапаном и вспомогательным оборудованием, предусматривающее измерение перемещения у и скорости уобъекта с помощью датчика ускорений, расположенного на объекте и изменение с помо цью блока управления жесткости Самортизатора по законуС = Со+ ЬСзЯп(УУ) (1)где Со - начальное значение жесткости; 30Л С 1- допустимое значенле измененияжесткости,Закан лзменения жесткости (1) является оптимальнь.м только для систем, поведение которых описывается уравнением вида 35у+иР у = Р(т),т, =. О, у = уо, ч . уо (2)В примененил к задаче управления жесткостью демпфирующего элемента это означаст, что при использовании управляющего 40закона (1) эффективно гасятся только колебания, которые возбуждаются в оезультатесилового воздействия Р(1), незасящео отсостояния амортизатора, а начальные значения у., уо определяются только парамет 45рами возмущающей нагрузки Р(ч. Известно,что при движении транспортных средств,возникают колебания кинематического возбуждения со стороны поверхности дорог,имеющих неровности ц(т) и изменяющих наэту величину состояние амортизатора. Целью изобретения является повышение эффективности гашения кинематически возбуждаемых колебаний.Поставленная цель достигается тем, что изменение жесткости С демпфирующего элемента осуществляют по законуС = Со -1 Л С з 9 пУЕ, (3) где е = у - ц(т) - деформация упругого элемента,На фиг. 1 изображена структурная схема способа; на фиг. 2 - сравнение процессов колебаний объекта при демпфировании по предложенному закону и по закону, обоснованному в прототипе.Система контроля и измерения параметров состояния объекта и демпфирующего устройства 1, содержащая подсистему измерения скорости и перемещения объекта 2, выполненную, например, в виде датчика ускорений с последовательно подключенным к нему апериодическим звеном, подсистему измерения перемещения упругого элемента демпфирующего устройства 3, выполненного, например, в виде емкостного датчика, и подсистему формирования команд 4, содержащую, например, систему соединенных в определенном порядке реле, вырабатывающую сигнал 5, который подается на устройство регулирования жесткости 6, выполненное, например, в виде управляемого электро-пневмоклапана, разъединяющего полости пневмоцилиндра демпфирующего устройства 7, воздействующего через кинематические звенья 8 на объект 9, при это сигналы о состоянии демпфирующего устройства 7 и объекта 9 по каналам обратной связи 10, 11 подаются на выход системы контроля и измерения параметров состояния 1,Сущность и предлагаемый закон изменения жесткости поясняется следующим,Структура уравнений, описывающих поведение системы с кинематическим возбуждением колебаний, например, для одномассной системы, имеет виду+ аРУ=аР ц(1), (4) где цф - высота неровности дороги (начальная величина деформации упругого элемента дем пфи рующего устройства), Принципиальное отличие уравнений (4), (2) состоит в том, что правая часть уравнения (4) существенно зависит от жесткости демпфирующего устройства С"=яРешение оптимизационной задачи в применении к уравнению (4) с привлечением принципа максимума Л,С,Понтрягина (1) дает следующий закон изменения жесткостиС= Со ЛСзп 9 У е, (б) где е - величина деформации упругого элемента1787810 оставитель Л.Шевцовехред М,Моргентал Корректор О,Густи Редакто льдма каз 39 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Закон изменения жесткости (6) существенно отличается от закона (1), осуществляемого в прототипе тем, что учитывает предварительное состояние демпфирующего элемента, это дает возможность управ лять кинематически возбуждаемыми колебаниями, На фиг. 2 приведены в сравнении результаты расчетов амплитуды колебаний упругого элемента амортизатора, выполненные на ЭВМ при численном интег рировании уравнения (2) с законом управления (1), осуществляемом в прототипе - прерывистая линия, и уравнения (4) с предлагаемым законом изменения жесткости (6) - сплошная линия, при Р(я) = Рял шя я, р)с 15 =ц 3 и во 1, сто =10,0 Гц, Со =10 кг/с . Сравнение кривых показывает, что амплитуда колебаний в предложенном случае значительно ниже, что свидетельствует о повышении эффективности демпфирования 20 с учетом предварительного состояния упругого элемента. Формула изобретения Способ демпфирования вынужденных колебаний объекта, заключающийся в том, что измеряют скорость перемещения объекта и изменяют жесткость упругого элемента амортизатора, отл ича ю щийс ятем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний за счет учета колебаний кинематического возбуждения, измеряют деформацию упругого элемента, а жесткость С изменяют по законуС = Со - 1 Ь С зф 9 пугде е = у - р(с) - деформация упругого элемента;Со - начальное значение жесткости; , ЛС, - допустимое значение изменения жесткости;у - величина перемещения объекта; у - скорость перемещения объекта; ц(с) - величина предварительной деформации упругого элемента (высота неровности дороги),