本發(fā)明涉及一種氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)三支點(diǎn)氣路平速優(yōu)化分組技術(shù)，屬于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中的空氣彈簧，通常在同氣源、多氣管、非同速、不平速的供、放氣方式下工作，且忽略氣管長度和供、放氣速度對(duì)氣浮平臺(tái)中空氣彈簧工作狀態(tài)的影響，導(dǎo)致傳統(tǒng)氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)在外界擾動(dòng)下，體系趨于平衡狀態(tài)緩慢，隔振效率低下，甚至?xí)?dǎo)致隔振體系完全失效?？偨Y(jié)之，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有以下缺陷：

無法保證空氣彈簧與臺(tái)座接觸面同時(shí)處于同一水平位置。空氣彈簧群多氣管的供、放氣方式，無法保證每個(gè)空氣彈簧在同一時(shí)間的充、放氣狀態(tài)相同，根據(jù)流體力學(xué)和空氣彈簧計(jì)算力學(xué)特性，空氣彈簧的升起狀態(tài)和支撐力不盡相同，會(huì)引起空簧與臺(tái)座接觸面不在同一水平位置，由此會(huì)極大程度地影響氣浮系統(tǒng)工作，降低隔振效率，甚至失效。

空氣彈簧非平速工作。傳統(tǒng)方法在設(shè)計(jì)氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，其氣路長度多是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者任意設(shè)計(jì)，這種做法會(huì)導(dǎo)致空氣彈簧在有源泵的供、放氣狀態(tài)下，空氣運(yùn)動(dòng)速度有快有慢，整體呈現(xiàn)非平速工作性態(tài)，導(dǎo)致支撐臺(tái)座受力不均。

隔振效率低。多氣管、非同速的供、放氣方式，以及忽略氣管長度對(duì)空氣彈簧實(shí)際工作效率的影響，會(huì)導(dǎo)致每個(gè)空氣彈簧在同一時(shí)刻的充、放氣狀態(tài)不同，因而，其對(duì)外界擾動(dòng)的自適應(yīng)程度也不盡相同，當(dāng)彈簧群之間的自適應(yīng)速度差別較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)控制體系隔振效率低下，甚至失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)三支點(diǎn)氣路平速優(yōu)化分組技術(shù)，其可同時(shí)、同步對(duì)空氣彈簧進(jìn)行供、放氣，提高隔振效率。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)三支點(diǎn)氣路平速優(yōu)化分組技術(shù)，其解決了空氣彈簧因充放氣速度不均，導(dǎo)致支撐力嚴(yán)重不一的技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)三支點(diǎn)氣路平速優(yōu)化分組技術(shù)，包括步驟：1)確定氣源泵位置、確定空氣彈簧數(shù)量N；2)將N個(gè)空氣彈簧任意分為三組，其中，第一組彈簧中有N¹個(gè)彈簧，第二組彈簧中有N²個(gè)彈簧，第三組彈簧中有N³個(gè)彈簧；3)確定各彈簧和氣路的布置并計(jì)算每一組彈簧與氣源泵之間的總距離，第一組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₁₁、l₁₂、….l_1N1，第一組彈簧與氣源泵之間的總距離為l¹＝l₁₁+l₁₂+….+l_1N1，第二組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₂₁、l₂₂、….l_2N2，第二組彈簧與氣源泵之間的總距離為l²＝l₂₁+l₂₂+….+l_2N2，第三組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₃₁、l₃₂、….l_3N3，第三組彈簧與氣源泵之間的總距離為l³＝l₃₁+l₃₂+….+l_3N3；4)確定最優(yōu)分組，在給定數(shù)值范圍內(nèi)，對(duì)l₁₁、l₁₂、….l_1N1，l₂₁、l₂₂、….l_2N2，l₃₁、l₃₂、….l_3N3賦初值并進(jìn)行遍歷搜索，采用迭代法分別進(jìn)行計(jì)算l¹、l²和l³；進(jìn)一步計(jì)算理論誤差f＝[l¹ -l²]²+[l¹ -l³]²+[l² -l³]²，若滿足f≤[f]，其中[f]為設(shè)定誤差，確定該分組為最優(yōu)分組；若不滿足f≤[f]，返回第2)步重新分組循環(huán)，直至滿足f≤[f]，并確定最優(yōu)分組；5)按照確定的最優(yōu)分組對(duì)氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中的空氣彈簧群進(jìn)行分組并設(shè)置氣路。

在根據(jù)本發(fā)明所述的氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中空氣彈簧群的分組方法中，空氣彈簧群的總數(shù)N≥16。

本發(fā)明的有益效果：

開展三支路管道長度最優(yōu)設(shè)計(jì)，以使所有氣路達(dá)到均勻、平速；實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)氣浮式隔振平臺(tái)，在外環(huán)境擾動(dòng)下，三氣路能夠統(tǒng)一、同時(shí)、同步對(duì)空氣彈簧進(jìn)行供、放氣，并使整體氣浮系統(tǒng)快速達(dá)到平衡和穩(wěn)定狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的隔振性能。

(1)平衡狀態(tài)最快速特性。本發(fā)明通過最優(yōu)設(shè)計(jì)三支點(diǎn)氣路，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有空氣彈簧的最快充、放氣特性，以滿足氣浮式隔振系統(tǒng)最快到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，該特性在大規(guī)模氣浮平臺(tái)系統(tǒng)中，特點(diǎn)、優(yōu)勢和重要性更加明顯。

(2)工作狀態(tài)最平速特性。本發(fā)明基于提出的最優(yōu)設(shè)計(jì)三支點(diǎn)氣路，使得分三組之后的空氣彈簧群，能夠在有源泵的供、放氣過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)最平速的效果，避免了空氣彈簧因充放氣速度不均，導(dǎo)致支撐力嚴(yán)重不一、控制性能差。

附圖說明

圖1是氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中空氣彈簧群的分組方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提出一種針對(duì)空氣彈簧群分組的三支點(diǎn)氣路優(yōu)化方案，該方案中提前設(shè)置氣源泵位置，并且空氣彈簧平速工作，即供氣氣速相同，通過設(shè)計(jì)的最優(yōu)線路長度，以使振動(dòng)控制系統(tǒng)在外界環(huán)境擾動(dòng)下，能夠最快速、最平速達(dá)到平衡狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)良好的隔振特性。

本發(fā)明的氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中空氣彈簧群的分組方法，包括步驟：

1)確定氣源泵位置、確定空氣彈簧數(shù)量N；其中N取值16為空氣彈簧群的最小數(shù)量。本發(fā)明依據(jù)實(shí)際工程中空氣彈簧群在支撐臺(tái)座下的布置經(jīng)驗(yàn)，提出N為16是空氣彈簧群最小數(shù)量，即建議實(shí)際工程中進(jìn)行大規(guī)?？諝鈴椈刹贾脮r(shí)，空氣彈簧的數(shù)量在16個(gè)以上；

2)將N個(gè)彈簧分為3組，本發(fā)明根據(jù)氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)最簡單工作裝置中的三支撐三支點(diǎn)氣路方案，將其發(fā)展、延伸到空氣彈簧群中，通過對(duì)空氣彈簧群分成三組，即形成三支點(diǎn)氣路；

其中第一組彈簧中設(shè)定有N¹個(gè)彈簧，第一組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₁₁、l₁₂、….l_1N1，第一組彈簧與氣源泵之間的總距離為l¹＝l₁₁+l₁₂+….+l_1N1，對(duì)l₁₁、l₁₂、….l_1N1進(jìn)行遍歷搜索，l₁₁、l₁₂、l₁₃….l_1N1∈[l_min,l_max]，其中，l_min，l_max為根據(jù)工程實(shí)際需要和經(jīng)驗(yàn)給定，分別對(duì)l₁₁、l₁₂、….l_1N1賦初值，采用迭代法進(jìn)行計(jì)算l¹；

第二組彈簧中設(shè)定有N²個(gè)彈簧，第一組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₂₁、l₂₂、….l_2N2，第一組彈簧與氣源泵之間的總距離為l²＝l₂₁+l₂₂+….+l_2N2，對(duì)l₂₁、l₂₂、….l_2N2進(jìn)行遍歷搜索，l₂₁、l₂₂、l₂₃….l_2N2∈[l_min,l_max]，其中，l_min，l_max為根據(jù)工程實(shí)際需要和經(jīng)驗(yàn)給定，分別對(duì)l₂₁、l₂₂、….l_2N2賦初值，采用迭代法進(jìn)行計(jì)算l²；

第三組彈簧中設(shè)定有N³個(gè)彈簧，第一組中每個(gè)彈簧距離氣源泵分別為l₃₁、l₃₂、….l_3N3，第一組彈簧與氣源泵之間的總距離為l³＝l₃₁+l₃₂+….+l_3N3，對(duì)l₃₁、l₃₂、….l_3N3進(jìn)行遍歷搜索，l₃₁、l₃₂、l₃₃….l_3N3∈[l_min,l_max]，其中，l_min，l_max為根據(jù)工程實(shí)際需要和經(jīng)驗(yàn)給定，分別對(duì)l₃₁、l₃₂、….l_3N3賦初值，采用迭代法進(jìn)行計(jì)算l³；

所謂遍歷，是指沿著某條搜索路線，依次對(duì)樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)均做一次且僅做一次訪問；在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，就是要把某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的所有節(jié)點(diǎn)都訪問一遍。

迭代是數(shù)值分析中通過從一個(gè)初始估計(jì)出發(fā)尋找一系列近似解來解決問題的過程，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過程，為實(shí)現(xiàn)這一過程所使用的方法統(tǒng)稱為迭代法。

3)計(jì)算理論誤差f＝[l¹ -l²]²+[l¹ -l³]²+[l² -l³]²，若滿足f≤[f]，確定最優(yōu)線路；若不滿足f≤[f]，返回第2)步循環(huán)進(jìn)行，直至滿足f≤[f]；[f]為給定值，根據(jù)實(shí)際工程擬定，如果該計(jì)算值小于等于設(shè)定誤差[f]，則為最優(yōu)氣路，否則繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

4)按照確定的最優(yōu)線路對(duì)氣浮式振動(dòng)控制系統(tǒng)中的空氣彈簧群進(jìn)行分組。

實(shí)施例

如圖1所示，l¹＝l₁₁+l₁₂+….+l_1N1、l²＝l₂₁+l₂₂+….+l_2N2、l³＝l₃₁+l₃₂+….+l_3N3。通過控制閥控制流速V¹、V²、V³，時(shí)間T¹＝l¹/V¹、T²＝l²/V²、T³＝l³/V³；T為max(T¹、T²、T³)，進(jìn)一步地將最大值最小化，即需要縮短T的時(shí)間，亦即T為min[max(T¹、T²、T³)]，需要滿足T¹＝T²＝T³，調(diào)節(jié)控制閥，使得流速V¹＝V²＝V³，因此l¹＝l²＝l³，進(jìn)而計(jì)算f＝[l¹ -l²]²+[l¹ -l³]²+[l² -l³]²＝0，滿足f≤[f]，確定最優(yōu)氣路，根據(jù)確定的最優(yōu)氣路對(duì)空氣彈簧群進(jìn)行分組。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。