本节主要在不同液深和不同驱动距离情况下,仿真分析两段光滑器对晃动的抑制效果,验证控制器的有效性。仿真中,我们取液体晃动动力学模型的前八个模态进行仿真,更高阶次的模态忽略。
图6.3 所示为液深为92 mm 时,不同驱动距离下,液体的瞬态振幅和残余振幅。无控制器情况下,当驱动距离小于4.3 cm 时,瞬态振幅随着驱动距离的增加而变大,此时瞬态振幅的大小取决于加速脉冲的宽度,然而一旦达到最大速度,加速脉冲宽度不再增加;经过这一点后,瞬态振幅的大小不再取决于加速脉冲的宽度,而取决于加速过程引起的振动与减速过程诱发的振动之间的相互作用,当相互作用后的振幅大于加速过程振幅时,瞬态振幅曲线上出现波峰点。残余振幅为加速引起的振动与减速引起的振动相互作用的结果。当两者的振动同相时,波峰出现;当两者的振动反相时,波谷出现。光滑器能够抑制瞬态振动的82.2%,残余振动的99.8%。光滑器基本上能够将残余振幅抑制到零。不同驱动距离下,控制器都有很好的控制效果。
图6.3 驱动距离对瞬态和残余晃动的影响(www.xing528.com)
图6.4 所示为驱动距离为20 mm 时,不同液深时的瞬态振幅曲线和残余振幅曲线。无控制器时,对所有的液深均有较大的瞬态振动与残余振动。液体晃荡的瞬态振动振幅与残余振动振幅随着液深的增加先增加再减小,而当液深增加到与容器宽度相等后(h/2a=1),继续增加液深,液体的瞬态振动振幅与残余振动振幅变化趋于平缓。两段光滑器能够抑制瞬态振荡的78.8%,残余振荡的99.8%。对于所有测试液深,光滑器能够将残余振荡抑制到零。图6.3和图6.4的仿真结果说明两段光滑器在不同的驱动距离和不同液深情况下,均能有效地抑制液体的瞬态晃动和残余振动。
图6.4 液深对瞬态和残余晃动的影响
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