[发明专利]一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置、方法及应用

权利要求书

1.一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置，其特征在于，包括：

并联于簧上元件与簧下元件之间的负刚度元件和可变阻尼元件，

用于测量簧上元件振动并传递振动信息的传感器一，

用于测量簧下元件或基底振动并传递振动信息的传感器二，

以及控制器；

所述控制器接收传感器一和传感器二的振动信息，依据结构自身属性参数和控制算法调节负刚度元件的刚度系数与可变阻尼元件的阻尼系数，使负刚度元件与可变阻尼元件的合力实现理论最优控制力；

控制装置的控制力为负刚度元件的刚度力与可变阻尼元件的阻尼力的合力；依据主动控制算法计算出理论最优控制力后，依据传感器一和传感器二的振动信息，得到负刚度元件两端的相对位移，并计算出此相对位移下的负刚度力，由此可计算得出需可变阻尼元件提供的阻尼力；依据传感器一和传感器二的振动信息，得到可变阻尼元件两端的相对速度，从而计算出实现该阻尼力所需的阻尼系数，控制器调节可变阻尼元件的阻尼系数，实现该阻尼力，从而实现理论最优控制力。

2.根据权利要求1所述的一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置，其特征在于，所述负刚度元件是利用磁铁间斥力、预屈曲梁突变特性或预应力弹簧的负刚度元件。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置，其特征在于，所述可变阻尼元件具有阻尼系数，且阻尼系数在最小阻尼系数与最大阻尼系数间实时调节。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置，其特征在于，所述可变阻尼元件是利用可变孔径液体阻尼器、电流变液体阻尼器、磁流变液体阻尼器、可变摩擦阻尼器的可变阻尼元件。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置，其特征在于，所述负刚度元件为线性或非线性。

6.一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1或2所述的一种基于负刚度和可变阻尼的混合振动控制装置实现；

控制力为负刚度元件的刚度力与可变阻尼元件的阻尼力的合力；依据主动控制算法计算出理论最优控制力后，依据传感器一和传感器二的振动信息，得到负刚度元件两端的相对位移，并计算出此相对位移下的负刚度力，由此可计算得出需可变阻尼元件提供的阻尼力；依据传感器一和传感器二的振动信息，得到可变阻尼元件两端的相对速度，从而计算出实现该阻尼力所需的阻尼系数，控制器调节可变阻尼元件的阻尼系数，实现该阻尼力，从而实现理论最优控制力。