7 2.智能隔振系统计算7,2,3,动力设备进行智能隔振设计时,其刚度单元一般可考虑刚质弹簧隔振器或空气弹簧.橡胶等,阻尼单元可根据需要设置粘流体阻尼器等。制动器可考虑压电陶瓷产品 空气压伺服型或线性电机制动器等,动力设备智能隔振体系的动力学方程可表示为、可依据数学计算方法、如Newmark方法等进行解析计算 也可应用现代计算软件。如MATLAB SIMULINK等进行数值计算。精密设备在进行智能隔振设计时。其刚度单元和阻尼单元也可由弹簧隔振器及粘流体阻尼器构成、当隔振对象为超精密装置或者控制水平要求非常严格时 隔振单元可由空气弹簧类产品提供.当同时考虑地面输入环境激励时、精密设备智能隔振体系动力学方程可由下式表示 在动力设备隔振系统中、当设备与连接基础共同振动时.可按两级隔振体系进行计算 次级体系的振动参数可取地基的等效刚度和阻尼.在精密设备隔振系统中,当单级体系的减振频带等性能无法满足要求时 可采用两级或多级隔振体系,面向动力设备,振敏设备的两级智能隔振体系如图13。图14所示、图13。两级隔振主动控制体系图14,两级隔振半主动控制体系7 2,4、比例,积分.微分控制算法调节简单.易于实现,优先采用。比例、积分。微分控制器各部分的参数在隔振系统现场调试中确定.为单输入单输出 线性二次型最优控制算法需要精确的隔振系统模型 并且要求全状态反馈。控制设计较为复杂,当隔振系统的全部状态变量不能反馈时.可采用Kalman滤波器进行状态估计的线性二次型Gauss最优控制算法.实现多输入多输出,智能控制算法是采用模糊控制,神经网络控制和遗传算法等智能计算方法的控制算法 7。2、5.对e,f.进行比例P,积分I和微分D运算.并将三类运算结果相加,得到主动控制力Fa t PID控制器中各环节的作用如下,比例环节P,成比例的调节控制过程中的偏差e,t,只要偏差产生。就会立即产生控制作用,以减小误差.积分环节I,主要的用途即是消除静差,以提高控制体系的无差度,积分作用的大小取决于Ti,Ti越小,积分作用越强,反之则越弱.微分环节D,反映偏差的变化速率,用于调节误差的微分输出、当误差突变时 可以及时进行控制、并且能够在偏差信号变得很大之前、在控制系统中引入一个早期的修正信号,从而加快控制系统的动作、减少调节的时间,以上三者。在PID控制过程中。通过组合各自优势。可以得到良好的控制性能 具体如图15所示。其中.r。t 在振动控制体系中指外界干扰力。位移,速度或者加速度等输入 y,t.指经过PID控制后的控制系统输出响应,可以是力,也可以是位移 速度或者加速度、图15,PID主动控制,数字控制系统多是采样控制,一般依据采样时刻的偏差来计算控制量 因此、本标准式、7.2,5。1,中的微分.积分项需要进行离散化处理、用一系列离散采样时刻kT代表连续时间t,以和式代替积分,以增量代表微分,具体如下,简便起见.将e,kT。简化表示成e k.则可得离散的PID表达式如下。其中.Kp为比例系数 Ki为积分系数,Kd为微分系数 u,k。为第k采样时刻控制器的输出值,e.k.为第k采样时刻控制系统的偏差值,e k,1.为第k 1采样时刻控制系统的偏差值,T为采样周期,7.2,7、在开展半主动控制设计时、先通过理论主动控制研究 获得最优主动控制力后,再根据式.7。2 7,1,进行等效半主动控制计算、使半主动控制最大程度地逼近 实现主动控制效果。