Điều khiển tối ưu dao động bằng kết hợp nhiều bộ giảm chấn động lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ ĐỨC PHÚC ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DAO ĐỘNG BẰNG KẾT HỢP NHIỀU BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ ĐỨC PHÚC ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DAO ĐỘNG BẰNG KẾT HỢP NHIỀU BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC NGÀNH: CƠ HỌC MÃ SỐ: 9440109 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH NGUYỄN VĂN KHANG PGS.TS NGUYỄN PHONG ĐIỀN Hà Nội – 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn tập thể hướng dẫn GS.TSKH Nguyễn Văn Khang PGS.TS Nguyễn Phong Điền Các số liệu, kết tính tốn Luận án trung thực chưa tác giả khác công bố Hà Nội, tháng 02 năm 2020 TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SINH GS.TSKH Nguyễn Văn Khang PGS.TS Nguyễn Phong Điền Vũ Đức Phúc ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin trân trọng cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Văn Khang PGS.TS Nguyễn Phong Điền tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện, động viên, truyền cảm hứng niềm say mê nghiên cứu cho tác giả suốt q trình học tập, thực hồn thành luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Cơ khí, Phịng Đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt Thầy, Cô môn Cơ học ứng dụng tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tác giả trình học tập, nghiên cứu thực luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, lãnh đạo Khoa Cơ khí trường Đại học SPKT Hưng n có hỗ trợ kinh phí tạo điều kiện thời gian cho tác giả trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp người chia sẻ, động viên, giúp đỡ tác giả học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh Vũ Đức Phúc iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU viii DANH MỤC CÁC BẢNG .xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xiii MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu luận án Đối tượng nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu Nội dung luận án .2 Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG BẰNG BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC 1.1 Bài toán điều khiển dao động giảm chấn động lực 1.2 Tình hình nghiên cứu giới 1.3 Tình hình nghiên cứu nước 13 1.4 Xác định vấn đề nghiên cứu 16 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DAO ĐỘNG CỦA HỆ CHÍNH CĨ CẢN BẰNG NHIỀU BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC ĐƠN TẦN SỐ DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP CỦA DEN-HARTOG 17 2.1 Mơ hình học hệ có cản lắp nhiều giảm chấn động lực 17 2.1.1 Thiết lập phương trình vi phân dao động hệ có cản lắp nhiều giảm chấn động lực .17 2.1.2 Nghiệm cưỡng bình ổn cho hệ phương trình vi phân dao động hệ có cản lắp nhiều giảm chấn động lực .18 2.1.3 Hàm đáp ứng tần số hệ lắp nhiều giảm chấn động lực 19 2.2 Mở rộng công thức Den – Hartog xác định tham số tối ưu hệ nhiều giảm chấn động lực đơn tần số cho hệ khơng cản .21 2.3 Thiết kế tối ưu tham số hệ nhiều giảm chấn động lực đơn tần số lắp hệ có cản phương pháp tuyến tính hóa tương đương 33 iv 2.3.1 Tiêu chuẩn bình phương tối thiểu 33 2.3.2 Tiêu chuẩn đối ngẫu 38 Kết luận chương 41 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DAO ĐỘNG CỦA HỆ CHÍNH CĨ CẢN BẰNG NHIỀU BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC ĐA TẦN SỐ DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI 42 3.1 Mô hình dao động tương đương hệ nhiều giảm chấn chất lỏng nhiều giảm chấn khối lượng- cản nhớt 42 3.2 Thiết kế tham số tối ưu giảm chấn động lực đa tần số phương pháp thực nghiệm Fujino đồng nghiệp .46 3.2.1 Phương pháp phân tích 46 3.2.2 Khảo sát hiệu điều khiển dao động sử dụng hệ nhiều giảm chấn chất lỏng đa tần số 47 3.3 Thiết kế tối ưu tham số hệ nhiều giảm chấn động lực lắp hệ có cản dựa phương pháp Taguchi 50 3.3.1 Ý tưởng phương pháp Taguchi .50 3.3.2 Một thuật toán thiết kế tối ưu tham số hệ nhiều giảm chấn động lực đa tần số dựa phương pháp Taguchi 52 3.4 So sánh hiệu điều khiển dao động hệ lắp giảm chấn động lực đơn tần số đa tần số 66 3.5 So sánh hiệu điều khiển dao động hệ lắp giảm chấn động lực đơn tần số hai phương pháp 67 Kết luận chương 69 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DAO ĐỘNG UỐN CƯỠNG BỨC CỦA DẦM EULER - BERNOULLI CÓ CẢN BẰNG NHIỀU BỘ GIẢM CHẤN ĐỘNG LỰC 70 4.1 Dao động uốn cưỡng dầm Euler – Bernoulli có lắp nhiều giảm chấn động lực 70 4.1.1 Thiết lập hệ phương trình dao động uốn cưỡng dầm gắn nhiều giảm chấn động lực .70 4.1.2 Rời rạc hóa dầm liên tục phương pháp Ritz-Galerkin 72 4.1.3 Dạng ma trận phương trình vi phân chuyển động dầm lắp nhiều giảm chấn động lực .75 ... pháp điều khiển giảm dao động đơn giản mang lại hiệu cao sử dụng giảm chấn động lực 1.1 Bài toán điều khiển dao động giảm chấn động lực Bộ giảm chấn động lực (DVA) thiết bị điều khiển dao động. .. đề:” Điều khiển dao động kết hợp nhiều giảm chấn động lực? ?? làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án Mục đích chủ yếu luận án kết hợp nhiều giảm chấn động lực để điều khiển giảm dao động. .. để điều khiển tối ưu dao động hệ có cản hệ nhiều giảm chấn động lực đa tần số Chương 4: Trình bày tốn điều khiển tối ưu dao động uốn cưỡng dầm Euler – Bernoulli có cản nhiều giảm chấn động lực