动力吸振器在飞轮振动控制中的参数分析
文章编号：1006-1355(2013)04-0005-06
动力吸振器在飞轮振动控制中的参数分析
虞自飞，孔祥森，沈海军，周徐斌，杜冬
（上海卫星工程研究所空间机热一体化技术实验室，上海200240）
摘要：研究动力吸振器对飞轮振动的抑制效果，采用多变量多变异位自适应遗传算法优化调谐频率比和吸振器阻尼比，通过回归分析得到阻尼系统最优参数的数学表达式并研究表达式的精度。仿真分析表明，采用自适应遗传算法能够高效计算最优参数，且回归分析可以得到精度较高的参数表达式；在飞轮模拟振源激励下，最优吸振器明显降低主结构垂直方向的振动响应，且在其他两个方向也有一定的减振作用。参数分析的方法为卫星飞轮振动控制提供一个全新的研究思路。
关键词：振动与波；自适应遗传算法；数学表达式；动力吸振器
中图分类号：TB53；TB535.1文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2013.04.002 Parameter Analysis of Dynamic Vibration Absorber
in Flywheel Vibration Control
YU Zi-fei,KONG Xiang-sen,SHEN Hai-jun,
ZHOU Xu-bin,DU Dong
（Laboratory of Space Mechanical and Thermal Integrative Technology,
Shanghai Institute of Satellite Engineering,Shanghai200240,China）
Abstract:Dynamic vibration absorbers for reduction of flywheel vibration were developed.Optimum tuning frequency and damping ratio of the absorber were derived by multi-variable and multi-mutation adaptive genetic algorithm(MMAGA). The mathematical formulae of the optimum parameters of the damping system were deduced by regression analysis,and the precisions of the formulae were investigated.The simulation shows that the optimum parameters of the absorber can be calculated efficiently with the MMAGA,and the parameter expressions with high accuracy can be obtained by using regression analysis.Under the excitation of the vibration source of the flywheel,the vibration response of the main structure of the satellite in the vertical direction is reduced obviously by the optimum absorber,and so is it in the other two directions. This method has provided a new idea in flywheel vibration control for satellites.
Key words:vibration and wave;adaptive genetic algorithm;mathematical formulae;dynamic vibration absorber
随着我国卫星向着高精度、高稳定性、长寿命方向发展，其搭载的敏感载荷对平台微振动环境要求越来越高。国外研究发现[1，2]，飞轮振动是影响卫星有效载荷性能指标的主要因素。常用的飞轮振动控制方法有阻尼减振[3]、结构刚化[4]、隔振[5]等等，而吸振技术尚没有应用于飞轮减振。
收稿日期：2012-10-09；修改日期：2012-11-30
基金项目：总装共性基金项目(9140A20020112914001)
作者简介：虞自飞（1988-），男，安徽天长人，研究方向：卫星结构与机构设计与仿真。
E-mail:yuzifei27@https://www.wendangku.net/doc/c110372314.html,
动力吸振器是一种通过能量转移减弱系统振动的装置，它由质量、阻尼和弹簧单元组成，安装在主系统上降低振动响应。当吸振器固有频率调谐至主系统固有频率附近时，主系统振动导致吸振器共振，并通过吸振器的阻尼耗散一部分能量。Den Hartog[6]和Kefu Liu[7]提出了无阻尼系统在谐波激励下吸振器最优调谐频率比和最优阻尼比求解方法，由于大部分主系统都有一定的阻尼，不能忽略阻尼对吸振器最优参数的影响，因此他们的方法不适用于阻尼系统参数优化；Asami和Nishihara[8]运用优化理论求解阻尼系统最优参数的封闭解，但封闭解形式过于复杂，不利于工程应用。
噪声与振动控制
第33卷第4期5