[发明专利]调节柔性悬臂梁模态频率的装置和方法

说明书

一种调节柔性悬臂梁模态频率的装置，包括支架、底座和夹紧装置；支架夹持被配置用于承载柔性臂，柔性臂与支架夹持垂直设置；底座被配置用于固定支架夹持；夹紧装置夹于柔性臂上，且沿柔性臂移动；所述夹紧装置为一个以上。本发明可以大幅度改变柔性臂的第一阶、第二阶模态频率且频率变化非常明显，适合研究者在其上研究算法在不同频率情况下的鲁棒性，弥补研究悬臂梁振动控制领域中悬臂梁装置的不足。

技术领域

本发明涉及一种柔性臂振动控制技术，特别是一种调节柔性悬臂梁模态频率的装置和方法。

背景技术

航天器挠性附件如太阳帆板等在扰动情况下，其自由振动要延续很长时间，并容易形成共振，这将影响稳定性和指向控制精度，长时间的持续振动甚至会使结构过早的疲劳破坏，进而影响结构的使用寿命。

针对这个问题，研究人员对柔性臂的振动控制展开了大量的研究。而在人们对柔性臂振动的实验研究中，往往是对同一个实验装置进行振动控制效果的研究。而检索已有研究成果发现，对柔性臂振动控制的研究中，柔性臂的振动频率是振动控制中的关键因素，因此近年来一些研究者在控制中采用实时辨识频率的方法。而现有的研究中却没有一种可以大幅度改变其频率的柔性臂装置以供研究者检验其控制算法的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节柔性悬臂梁模态频率的装置和方法，该装置和方法可以大幅度改变柔性臂的第一阶、第二阶模态频率且频率变化非常明显，适合研究者在其上研究算法在不同频率情况下的鲁棒性，弥补研究悬臂梁振动控制领域中悬臂梁装置的不足。

一种调节柔性悬臂梁模态频率的装置，包括：被配置用于承载柔性臂的支架夹持，被配置用于固定支架夹持的底座，及夹于柔性臂上的夹紧装置；所述柔性臂与支架夹持垂直设置，所述夹紧装置沿柔性臂移动。

作为本发明的一种改进，所述夹紧装置为一个以上。

上述装置所述的加持装置为U形夹槽，包括一次成型的连接臂和设置于连接臂下底面两端的夹臂；所述夹臂与连接臂之间的角度在[80°，90°]之间调节。

一种调节柔性悬臂梁模态频率的方法，包括：

夹紧装置安装于悬梁臂末端，并测量悬臂梁第一阶、第二阶模态频率；

将夹紧装置向悬梁臂根部移动，每移动一段距离测量悬臂梁第一阶、第二阶模态频率。

采用上述方法，可以通过在夹紧装置中配置钢片来改变悬臂梁第一阶、第二阶模态频率。

一种调节柔性悬臂梁模态频率的方法，包括：

至少两个以上的夹紧装置安装于悬梁臂上；

每一个夹持装置在悬梁臂上做相对移动，测量悬臂梁第一阶、第二阶模态频率。

采用上述方法，可以通过在夹持装置中配置重物来改变悬臂梁第一阶、第二阶模态频率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)当仅有一个夹紧装置设置于悬梁臂时，夹紧装置从悬梁臂末端移动至根部时，第一阶模态频率逐渐增加，第二节模态频率则先增加、然后减少、最后增加；(2)当夹紧装置配置有重物时，模态频率改变的幅度更大，移动夹持装置，第一阶、第二阶模态频率变化得更快；(3)当使用两个夹紧装置时，第一阶、第二阶的模态频率组合会增加，会使悬梁臂振动的频率更加多样化。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1是本发明装置示意图。

图2是本发明的U形夹槽示意图。

图3是实施例中U形夹槽置于柔性臂的位置示意图。