CN111089135A - 一种电磁式惯容装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁式惯容装置，利用流体在细长螺旋管中的流动惯性实现惯容的动力学特性，同时利用直线电机连接的外端电网络，可使得电磁式惯容装置实现“馈能”、“被动控制”和“主动控制”三种不同工作模式。“馈能”模式下可有效地实现系统的振动能量回收；“被动控制”模式下可将复杂的机械网络通过电网络进行模拟实现，同时实现复杂机电网络的一体化集成设计；“主动控制”模式下可将电磁式惯容作为力发生器对振动系统进行调谐控制。本发明所提出的电磁式惯容装置包含一体式与分体式两种实现方案，可实现复杂的系统阻抗输出，其受非线性因素影响较小，且动态性能优越，可有效地节省安装空间并实现振动能量的回收。

Description

一种电磁式惯容装置
技术领域
本发明属于工程隔振领域，尤其涉及一种新型电磁式惯容器装置。
背景技术
作为承载车身重力与缓冲路面不平度冲击的总成装置，悬架的优劣对车辆的行驶性能有着重要的影响作用。为突破传统机械隔振系统“质量-弹簧-阻尼器”(Mass-Spring-Damper)性能提升的瓶颈，解决质量块元件的单端点问题，惯容器应运而生。由此形成的新型机械隔振网络“惯容器-弹簧-阻尼器”(Inerter-Spring-Damper)展现出了极大的隔振潜力并已在诸多隔振领域得到证实。
国内外研究中，多种性能优良的ISD网络隔振结构被提出并验证其有效的隔振优势。根据新机电相似性理论，惯容器对应于电网络中的电容元件，目前较为常见的惯容器实现形式有滚珠丝杠式、齿轮齿条式和液压-泵式，其背隙、摩擦力等非线性因素对其实用性能影响较大。流体惯容器利用流体通过细长螺旋管产生的惯性效应实现惯容的动力学特性，由于其结构简单，可以将惯容及阻尼耦合设计为一体式装置，被广泛采用。然而，更为复杂的机械式网络结构难以作为一体式结构进行融合设计。
发明内容
为了克服现有技术中存在不足，依据机电相似性理论，为实现复杂机电网络的一体化融合设计目的，本发明提出一种可实现复杂阻抗形式的电磁式惯容装置。由于机械结构阻抗固结不可改变，采用改变电学阻抗的方案实现对复合阻抗的调整，且其作用机理简单，受非线性因素影响较小，性能稳定。除此以外，本发明提供的电磁式惯容装置可实现“馈能”、“被动控制”和“主动控制”三种不同工作模式。“馈能”模式下可有效地实现系统的振动能量回收；“被动控制”模式下可将复杂的机械网络通过电网络进行模拟实现，同时实现复杂机电网络的一体化集成设计；“主动控制”模式下可将电磁式惯容作为力发生器对振动系统进行调谐控制，极大地拓宽应用范围。
为实现上述发明目的所采用的技术手段实现为：
一种电磁式惯容装置，包括上吊耳、电机缸筒、绕组、动子磁极、支撑端面、液压缸上工作腔、液压缸活塞、液压缸下工作腔、活塞杆、下吊耳、螺旋管、阻尼孔、动子磁轭、电机定子、电机工作腔、动子轴；
所述上吊耳与电机缸筒连接，电机缸筒的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有电机定子，电机定子内均布有绕组，动子磁极与动子磁轭均固定在动子轴上，动子轴从电机工作腔伸入液压缸上工作腔；所述动子轴从电机工作腔伸出与活塞杆焊接连成一体；
所述液压缸活塞将液压缸分为液压缸上工作腔、液压缸下工作腔，液压缸活塞上开有阻尼孔；所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接，或者螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧，所述液压缸上工作腔上端设有支撑端面，支撑端面下端位于螺旋管上端口的上方；所述下吊耳与活塞杆焊接为一体。
进一步，当所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接时，所述液压缸上工作腔与螺旋管上端口连通，所述液压缸下工作腔与螺旋管下端口连通。
进一步，所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动，由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔、螺旋管上端口、螺旋管、螺旋管下端口和液压缸下工作腔进行往复流动，流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。
进一步，当螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧时，所述液压缸上工作腔与第二连接管连通，所述液压缸下工作腔与第一连接管连通。
进一步，所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动，由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔、第二连接管、螺旋管、第一连接管和液压缸下工作腔进行往复流动，流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。
进一步，当液压缸活塞上阻尼孔打开时，该装置的等效机械网络为惯容器b与阻尼器c串联连接；当阻尼孔闭合时，该装置仅为惯容器。
进一步，所述活塞杆带动与其一体式连接的动子轴上下往复运动，固结在动子轴上的动子磁轭与动子磁极在电机工作腔内与电机定子中的绕组产生相对运动，生成感应电动势与外端电路相连；所述液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，且严格密封；活塞杆能够在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔内做径向直线往复运动；上吊耳与隔振系统上端点相铰接，下吊耳与隔振系统下端点相铰接；所述电磁式惯容装置可工作在三种工作模式：
(1)当电机动子与电机定子发生相对运动时，产生的端电压与外端能量回收电路相连接，此时电磁式惯容装置工作在“馈能工作模式”，对振动系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入；
(2)当利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时，电感对应于机械网络的弹簧、电阻对应于机械网络的阻尼器、电容对应于机械网络的惯容器，能够模拟复杂的机电网络系统的阻抗形式，此时电磁惯容装置工作在“被动控制工作模式”；电磁惯容装置的系统输出阻抗为：
Figure BDA0002300961730000031
其中，s为拉氏复变量，F(s)为电磁惯容装置两点力的拉氏变换，v(s)是装置两端点速度的拉氏变换，h为螺旋管螺距，r4为细长螺旋管的螺旋半径，m为螺旋管中流体的质量，S1为液压缸内的有效截面积，S2为细长螺旋管的有效截面积，ke为电机的电动势系数，kt为推力系数，Re为电机等效电阻，Le为电机等效电感，Ze(s)为外接电路阻抗；
(3)当给予外端电路以电流输入时，电磁式惯容装置作为力发生器，根据设计的控制策略对振动系统进行主动调谐控制，抑制系统振动，此时电磁惯容装置工作在“主动控制工作模式”。
本发明的有益实施效果是：
本发明公开的一种电磁式惯容装置可工作在三种工作模式：
(1)馈能模式：当直线电机动子与定子发生相对运动时，产生的端电压可以与外端能量回收电路相连接，此时电磁惯容装置工作在“馈能工作模式”，对系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入。
(2)被动控制模式：当利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时，电感对应于机械网络的弹簧；电阻对应于机械网络的阻尼器；电容对应于机械网络的惯容器，可以模拟复杂的机电网络系统的阻抗形式。电磁式惯容装置的系统输出阻抗是由机械阻抗与电学阻抗共同组合而成的复合阻抗。由于机械元件已经固结，在实际应用过程中难以通过改变机械阻抗实现复合阻抗的可变，但可以通过改变电学阻抗形式实现复合阻抗的改变，即通过改变外端电路实现更为复杂的系统复合阻抗，其作用机理简单，具有更广阔的应用前景。
(3)主动控制模式：当给予外端电路以电流输入时，电磁式惯容作为力发生器，可以根据设计的控制策略对振动系统进行主动调谐控制，有效抑制系统振动。
本发明利用流体在细长螺旋管中的流动惯性实现惯容的动力学特性，同时利用直线电机连接的外端电网络，可使得电磁式惯容装置实现“馈能”、“被动控制”和“主动控制”三种不同工作模式。“馈能”模式下可有效地实现系统的振动能量回收；“被动控制”模式下可将复杂的机械网络通过电网络进行模拟实现，同时实现复杂机电网络的一体化集成设计；“主动控制”模式下可将电磁式惯容作为力发生器对振动系统进行调谐控制。本发明所提出的电磁式惯容装置包含一体式与分体式两种实现方案，可实现复杂的系统阻抗输出，其受非线性因素影响较小，且动态性能优越，可有效地节省安装空间并实现振动能量的回收。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是一种电磁惯容一体式装置示意图。
图2是一种电磁惯容分体式装置示意图。
图3是液压缸活塞上设有阻尼孔时等效的机械网络结构示意图。
图4是外端电路电网络结构示意图。
附图1标记说明如下：
A1-上吊耳，A2-电机缸筒，A3-绕组，A4-动子磁极，A5-支撑端面，A6-螺旋管上端口，A7-液压缸上工作腔，A8-液压缸活塞，A9-液压缸下工作腔，A10-活塞杆，A11-下吊耳，A12-螺旋管下端口，A13-螺旋管，A14-阻尼孔，A15-动子磁轭，A16-电机定子，A17-电机工作腔，A18-动子轴。
附图2标记说明如下：
B1-上吊耳，B2-电机缸筒，B3-绕组，B4-动子磁极，B5-支撑端面,B6-液压缸上工作腔，B7-阻尼孔，B8-液压缸活塞，B9-液压缸下工作腔，B10-活塞杆，B11-下吊耳，B12-第一连接管，B13-螺旋管，B14-第二连接管，B15-动子磁轭，B16-电机定子，B17-电机工作腔，B18-动子轴。
附图3特殊标记说明如下：
当液压缸活塞(A8)上设有阻尼孔(A14)时，其等效的机械网络结构图如图3所示，图中，b为惯容器，c为阻尼器。
附图4特殊标记说明如下：
R1、R2和R3为外端电路电阻器，L为电感器，C为电容器；Le为电机的等效电感，Re为电机的等效电阻，U为电机两端点产生的端电压，v1和v2为电机两端点动子和定子的速度，利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时，以图4的五个元件为例，其具体连接关系为：电阻R2与电容器C串联连接，二者与电阻R3并联连接，之后再与电感L串联连接，且四者与电阻R1并联连接。
具体实施方式
下面结合附图1以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，一种电磁式惯容一体式装置，包括上吊耳A1、电机缸筒A2、绕组A3、动子磁极A4、支撑端面A5、螺旋管上端口A6、液压缸上工作腔A7、液压缸活塞A8、液压缸下工作腔A9、活塞杆A10、下吊耳A11、螺旋管下端口A12、螺旋管A13、阻尼孔A14、动子磁轭A15、电机定子A16、电机工作腔A17、动子轴A18。
其中，上吊耳A1与电机缸筒A2焊接为一体，电机缸筒A2的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有电机定子A16，电机定子A16内均布有绕组A3，动子磁极A4与动子磁轭A15均固定在动子轴A18上，动子轴A18从电机工作腔A17伸入液压缸上工作腔A7。所述动子轴A18从电机工作腔A17伸出与活塞杆A10焊接连成一体。
所述螺旋管A13和液压缸上工作腔A7、液压缸下工作腔A9螺旋包围式连接，且所述液压缸上工作腔A7与螺旋管上端口A6连通，所述液压缸下工作腔A9与螺旋管下端口A12连通。所述液压缸上工作腔A7上端设有支撑端面A5，支撑端面A5下端位于螺旋管上端口A6的上方。
所述液压缸上工作腔A7、液压缸下工作腔A9和螺旋管A13内布满不可压缩油液，且严格密封。活塞杆A10可在液压缸上工作腔A7、液压缸下工作腔A9内做径向直线往复运动。下吊耳A11与活塞杆A10焊接为一体。上吊耳A1与隔振系统上端点相铰接，下吊耳A11与隔振系统下端点相铰接，由此完成一种电磁式惯容一体式装置的安装。
以图1所示的一种电磁式惯容一体式装置为例，其工作过程为：当上吊耳A1与下吊耳A11之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳A11与活塞杆A10推动液压缸活塞A8向上或向下运动，由于液压缸上工作腔A7、液压缸下工作腔A9和螺旋管A13内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔A7、螺旋管上端口A6、螺旋管A13、螺旋管下端口A12和液压缸下工作腔A9进行往复流动，流体在螺旋管A13中的流动作用形成惯容器的力学效果。
同时，活塞杆A10带动与其一体式连接的动子轴A18上下往复运动，固结在动子轴A18上的动子磁轭A15与动子磁极A4在电机工作腔A17内与电机定子A16中的绕组A3产生相对运动，生成感应电动势与外端电路相连。
通过对液压缸的工作原理分析可知：
当活塞杆8产生上下位移x时，根据体积守恒原则可得
Figure BDA0002300961730000061
式中:θ为流体进入螺旋管A13中相应的转角，h为螺旋管螺距，r4为细长螺旋管A13的螺旋半径，S1为液压缸内的有效截面积；S2为细长螺旋管A13的有效截面积。
S1＝π(r2 2-r1 2)(2)
式中:r1为活塞杆A10半径；r2为液压缸内半径。
S2＝πr3 2(3)
式中：r3为螺旋管A13半径。
流体在螺旋管中转动产生的转动惯量J为
J＝mr4 2(4)
式中m为螺旋管中流体的质量。
m＝ρS2l(5)
式中:l为螺旋管长度；ρ为流体密度。
根据能量守恒定理可得
Figure BDA0002300961730000071
联立式(1)～式(6)，可得流体惯容器的惯质系数为
Figure BDA0002300961730000072
根据直线电机产生的感应电动势Vg和产生的电磁推力Fe关系可得：
Vg＝keva(8)
Fe＝ktIa(9)
其中，ke为电机的电动势系数，kt为推力系数，va为动子轴的速度，Ia为外端电路的感应电流。直线电机的阻抗表达式为：
Figure BDA0002300961730000073
s为拉氏复变量，Vg(s)为感应电动势的拉式变换，Ia(s)为感应电流的拉式变换，Re为电机等效电阻，Le为电机等效电感，Ze(s)为外接电路阻抗。
下面结合附图2以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
如图2所示，一种电磁式惯容分体式装置，包括上吊耳B1，电机缸筒B2，绕组B3，动子磁极B4，支撑端面B5，液压缸上工作腔B6，阻尼孔B7，液压缸活塞B8，液压缸下工作腔B9，活塞杆B10，下吊耳B11，第一连接管B12，螺旋管B13，第二连接管B14，动子磁轭B15，电机定子B16，电机工作腔B17，动子轴B18。
其中，上吊耳B1与电机缸筒B2焊接为一体，电机缸筒B2的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有电机定子B16，电机定子B16内均布有绕组B3，动子磁极B4与动子磁轭B15均固定在动子轴B18上，动子轴B18从电机工作腔B17伸入液压缸上工作腔B6，所述液压缸活塞B8上设有阻尼孔B7，且阻尼孔B7关于活塞杆B10呈对称结构，所述动子轴B18从电机工作腔B17伸出与活塞杆B10焊接连成一体。
所述液压缸上工作腔B6与第二连接管B14连通，所述液压缸下工作腔B9与第一连接管B12连通，所述液压缸上工作腔B6上端设有支撑端面B5，支撑端面B5下端位于第二连接管B14的上方。
所述液压缸上工作腔B6、液压缸下工作腔B9和螺旋管B13内布满不可压缩油液，且严格密封。活塞杆B10可在液压缸上工作腔B6、液压缸下工作腔B9内做径向直线往复运动。下吊耳B11与活塞杆B10焊接为一体。上吊耳B1与隔振系统上端点相铰接，下吊耳B11与隔振系统下端点相铰接，由此完成一种电磁式惯容分体式装置的安装。
以图2所示的一种电磁式惯容分体式装置为例，其工作过程为：当上吊耳B1与下吊耳B11之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳B11与活塞杆B10推动液压缸活塞B8向上或向下运动，由于液压缸上工作腔B6、液压缸下工作腔B9和螺旋管B13内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔B6、第二连接管B14、螺旋管B13、第一连接管B12和液压缸下工作腔B9进行往复流动，流体在螺旋管B13中的流动作用形成惯容器的力学效果。
同时，活塞杆B10带动与其一体式连接的动子轴B18上下往复运动，固结在动子轴B18上的动子磁轭B15与动子磁极B4在电机工作腔B17内与电机定子B16中的绕组B3产生相对运动，生成感应电动势与外端电路相连。
本发明公开的技术方案中，以图1为例，当液压缸活塞A8上开有阻尼孔A14时，电磁惯容的等效机械网络结构示意图如图3所示，其中，b为惯容器，c为阻尼器，惯容器b与阻尼器c串联连接。当阻尼孔A14闭合时，装置仅为惯容器。
下面结合附图4以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
图4是利用电网络模拟等效机械网络的外端电路电网络结构示意图。其中，R1、R2和R3为外端电路电阻器，L为电感器，C为电容器；Le为电机的等效电感，Re为电机的等效电阻，U为电机两端点产生的端电压，v1和v2为电机两端点动子和定子的速度。
(1)馈能模式：
当直线电机动子与定子发生相对运动时，产生的端电压U可以与外端能量回收电路相连接，此时电磁惯容装置工作在“馈能工作模式”，对系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入。
(2)被动控制模式：
当利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时，以图4为例，包含五个外端电网络元件，具体连接关系为：电阻R2与电容器C串联连接，二者与电阻R3并联连接，之后再与电感L串联连接，且四者与电阻R1并联连接。此时的电网络元件中，电感对应于机械网络的弹簧；电阻对应于机械网络的阻尼器；电容对应于机械网络的惯容器，可以模拟复杂的机电网络系统的阻抗形式。此时，电磁式惯容工作在“被动控制模式”。
此时，电磁惯容器两端点的力一方面需要克服电机的电磁阻尼力，一方面要推动流体运动产生惯性，因此，电磁惯容装置系统的输出阻抗为：
Figure BDA0002300961730000091
F(s)为电磁惯容装置两点力的拉氏变换，v(s)是装置两端点速度的拉氏变换。可以看出，电磁式惯容装置的系统输出阻抗是由机械阻抗与电学阻抗共同组合而成的复合阻抗。由于机械元件已经固结，在实际应用过程中难以通过改变机械阻抗实现复合阻抗的可变，但可以通过改变电学阻抗形式实现复合阻抗的改变，即通过改变外端电路实现更为复杂的系统复合阻抗，其作用机理简单，具有更广阔的应用前景。
(3)主动控制模式
当给予外端电路以电流输入时，电磁式惯容作为力发生器，可以根据设计的控制策略对振动系统进行主动调谐控制，有效抑制系统振动，此时电磁式惯容工作在“主动控制模式”。
综上可以看出，本发明公开的一种新型电磁式惯容装置，利用流体在细长螺旋管中的流动惯性实现惯容的动力学特性，同时利用直线电机连接的外端电网络，可使得电磁式惯容装置实现“馈能”、“被动控制”和“主动控制”三种不同工作模式。“馈能”模式下可有效地实现系统的振动能量回收；“被动控制”模式下可将复杂的机械网络通过电网络进行模拟实现，同时实现复杂机电网络的一体化集成设计；“主动控制”模式下可将电磁式惯容作为力发生器对振动系统进行调谐控制。本发明所提出的电磁式惯容装置包含一体式与分体式两种实现方案，可实现复杂的系统阻抗输出，其受非线性因素影响较小，且动态性能优越，可有效地节省安装空间并实现振动能量的回收。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电磁式惯容装置，其特征在于，包括上吊耳、电机缸筒、绕组、动子磁极、支撑端面、液压缸上工作腔、液压缸活塞、液压缸下工作腔、活塞杆、下吊耳、螺旋管、阻尼孔、动子磁轭、电机定子、电机工作腔、动子轴；
所述上吊耳与电机缸筒连接，电机缸筒的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有电机定子，电机定子内均布有绕组，动子磁极与动子磁轭均固定在动子轴上，动子轴从电机工作腔伸入液压缸上工作腔；所述动子轴从电机工作腔伸出与活塞杆焊接连成一体；
所述液压缸活塞将液压缸分为液压缸上工作腔、液压缸下工作腔，液压缸活塞上开有阻尼孔；所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接，或者螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧，所述液压缸上工作腔上端设有支撑端面，支撑端面下端位于螺旋管上端口的上方；所述下吊耳与活塞杆焊接为一体。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，当所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接时，所述液压缸上工作腔与螺旋管上端口连通，所述液压缸下工作腔与螺旋管下端口连通。
3.根据权利要求2所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动，由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔、螺旋管上端口、螺旋管、螺旋管下端口和液压缸下工作腔进行往复流动，流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，当螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧时，所述液压缸上工作腔与第二连接管连通，所述液压缸下工作腔与第一连接管连通。
5.根据权利要求4所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时，下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动，由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，油液受推力作用经由液压缸上工作腔、第二连接管、螺旋管、第一连接管和液压缸下工作腔进行往复流动，流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。
6.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，当液压缸活塞上阻尼孔打开时，该装置的等效机械网络为惯容器b与阻尼器c串联连接；当阻尼孔闭合时，该装置仅为惯容器。
7.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置，其特征在于，
所述活塞杆带动与其一体式连接的动子轴上下往复运动，固结在动子轴上的动子磁轭与动子磁极在电机工作腔内与电机定子中的绕组产生相对运动，生成感应电动势与外端电路相连；所述液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液，且严格密封；活塞杆能够在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔内做径向直线往复运动；上吊耳与隔振系统上端点相铰接，下吊耳与隔振系统下端点相铰接；所述电磁式惯容装置可工作在三种工作模式：
(1)当电机动子与电机定子发生相对运动时，产生的端电压与外端能量回收电路相连接，此时电磁式惯容装置工作在“馈能工作模式”，对振动系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入；
(2)当利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时，电感对应于机械网络的弹簧、电阻对应于机械网络的阻尼器、电容对应于机械网络的惯容器，能够模拟复杂的机电网络系统的阻抗形式，此时电磁惯容装置工作在“被动控制工作模式”；电磁惯容装置的系统输出阻抗为：
Figure FDA0002300961720000021
其中，s为拉氏复变量，F(s)为电磁惯容装置两点力的拉氏变换，v(s)是装置两端点速度的拉氏变换，h为螺旋管螺距，r4为细长螺旋管的螺旋半径，m为螺旋管中流体的质量，S1为液压缸内的有效截面积，S2为细长螺旋管的有效截面积，ke为电机的电动势系数，kt为推力系数，Re为电机等效电阻，Le为电机等效电感，Ze(s)为外接电路阻抗；
(3)当给予外端电路以电流输入时，电磁式惯容装置作为力发生器，根据设计的控制策略对振动系统进行主动调谐控制，抑制系统振动，此时电磁惯容装置工作在“主动控制工作模式”。
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