Page 119 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 9 期 马原卉，等：电磁准零刚度隔振器的负载自适应滑模控制研究 2049

象。采用 SMC 时，系统响应不仅可以在共振区得到 跳变后立即恢复原状，最后呈现的传递率在共振区
明显的抑制，而且不影响高频的隔振性能，同时消除 内不增反降。图 10 (b) 为系统在 7 Hz，即达到共振峰
了跳跃现象。图 8(b) 中的 4 张小图从上到下为 K = 1100 时，突然增加载荷的隔振效果，试验结果与额定载荷
时分别在 3、8、12、16 Hz 时，未控制和控制下的隔振 的传递率基本一致。试验结果表明控制系统是稳定
器的加速度响应。8 Hz 时，与不加控制的试验结果 的，并且实现了对载荷突变不敏感。值得说明的是，
相比，SMC 控制下的加速度响应减小了 73.3%，验证 试验结果与图 5 的仿真结果不一致，这是因为在试
了 SMC 的有效性。 验中改变载荷会导致隔振器的平衡位置发生变化，
而这一点是无法在仿真中呈现的。
20 无控
SMC
20 额定载荷
15 非额定载荷
15
T
10
T
10
5
5
0
5 10 15 20
f / Hz 0
5 10 15 20
(a) 有无SMC控制的试验传递率曲线
f / Hz
(a) Experimental transmissibility curves with and without the SMC
图 9 额定载荷与非额定载荷下 E-QZS 隔振器的试验传递
−0.2 率曲线
x / (m·s −2 ) 0 Fig. 9 Experimental transmissibility curves of the E-QZS
: −0.2 vibration isolator with rated load and non-rated load
0 1 2
1 3.0 额定载荷 载荷突变
x / (m·s −2 ) 0 2.5

: −1
0 1 2 2.0
−0.2 T 1.5
x / (m·s −2 ) 0 1.0

: −0.2 0.5
0 1 2 0
0.1 5 10 f / Hz 15 20
x / (m·s −2 ) 0 (a) Load mutation at 6 Hz
(a) 6 Hz时载荷突变

: 3.0
−0.1
0 1 2
2.5
t / s
(b)不同频率下的试验加速度响应 2.0
(b) Experimental acceleration responses at different frequencies
T
1.5
图 8 隔振器在有无 SMC 控制下的隔振性能对比
1.0
Fig. 8 Comparison of vibration isolation performance of the
0.5
vibration isolator with and without SMC

0
图 9 为额定载荷与非额定载荷下 E-QZS 隔振器 5 10 15 20
f / Hz
在相同激励下的试验传递率曲线，可以看出，两个隔 (b)7 Hz时载荷突变
振器均出现了非线性特性即跳跃现象，相比于额定 (b) Load mutation at 7 Hz
载荷，非额定载荷的隔振器的共振频率和共振峰均 图 10 LASMC 控制下额定载荷隔振器试验传递率曲线
有明显增大。 Fig. 10 Experimental transmissibility curves of the vibration
图 10 为 E-QZS 隔振器在负载自适应滑模控制器 isolator with rated load under the LASMC
控 制 下， 额 定 载 荷 和 中 途 载 荷 突 变 时 传 递 率 的 变 图 11 为 LASMC 控制器下 E-QZS 隔振器分别在 6、
化。图 10 (a) 为系统在 6 Hz，即未达到共振峰时，突 7 Hz 时发生载荷突变的位移响应和控制电压。箭头
然增加载荷的隔振效果，系统的传递率经过短暂的 表示在该处载荷突变。图 11 (a) 和 (c) 两幅位移响应