基于遗传算法的电磁分流阻尼参数优化

李戈，毛崎波，吴彬

（1.南昌航空大学，南昌 330063；2.中国科学院 力学研究所，北京 100190）

电磁分流阻尼技术是利用机电能量转换特性来耗散被控对象的机械能的控制方法[1-2]，其原理是当被控对象发生振动时，线圈与永磁铁存在相对速度，根据法拉第电磁感应定律，线圈内会产生感应电流以及感应磁场，永磁铁与线圈之间会产生电磁力以阻碍这种相对运动[3]。电磁线圈外接分流电路构成电磁分流阻尼，电磁分流阻尼通过分流电路耗散由主系统的机械能转化而来的电能[3-4]，常见的分流电路有RL电路，RL-C电路[5]。RL电路常用于控制低频率的振动，因为随着频率增加，感抗随之增加，电流分量随之减小，无功功率增加，导致控制效果减弱。而加入电容组成LCR分流电路是因为电容上的电压相位与电感上的相位相反，而LCR串联谐振电路可以通过调节电容的大小来降低电路无源阻抗，从而降低无功功率。相比较之下LCR分流电路能获得更好的控制效果。电磁分流阻尼技术可以应用于多种结构，单自由度的LCR电磁分流电路优化是其理论基础，因此将电磁分流阻尼用于控制单自由度系统振动的研究值得重视。

利用定点理论求解隔振器或者动力吸振器的最优化问题也称H∞优化[6-16]，不但可以推导出动力吸振器的最优设计，而且还可以用来推导出电磁分流阻尼的最优设计参数。定点理论的缺点在于只能针对主系统无阻尼的情况来进行优化，而主系统阻尼比不为零，则位移放大因子的曲线将不会相交于两个定点[7]。……