A study of the feasibility of active shock isolation

Übersicht

In der vorliegenden Arbeit werden Brauchbarkeit und Zweckmäßigkeit einer aktiven Stoßdämpfung untersucht. Während die üblichen Dämpfer meist nicht-regelbare, passive Dämpfungsglieder besitzen, soll hier untersucht werden, ob die Verwendung zusätzlicher aktiver, servogesteuerter Dämpfungsglieder Vorteile bringt. In der Praxis ist die Eingangsfunktion bei Erregungsbeginn nicht bekannt. Hier soll jedoch die Eingangsfunktion bei Erregungsbeginn als bekannt angenommen werden. Der Dämpfer besitze einen Freiheitsgrad. Es soll die optimale Arbeitsweise des aktiven Stoßdämpfers gesucht und mit einer optimal abgestimmten passiven Anlage verglichen werden. Als Maß für die Wirksamkeit des Dämpfers wird das Verhältnis der maximalen absoluten Beschleunigung der Schwingermasse zur maximalen Erregerbeschleunigung betrachtet. Zwei numerische Verfahren, dynamisches und lineares Programmieren, werden zur Lösung verwendet und ihre Vor- und Nachteile diskutiert.

Summary

The subject matter of this paper is a pilot study of the feasibility of active shock isolation. Whereas conventional shock isolation systems use passive elements such as springs and dashpots, this study is concerned with investigating the advantages of using active elements, e. g., servo or force generators, in addition to passive elements. In actuality the excitation function of the isolating system is not known. The case considered here is a one-degree-of-freedom system, where the complete input is known, and the objective is to find a control to optimize the active isolator performance and compare it with an optimally tuned linear passive isolator. The maesure of performance is the ratio of the magnitudes of the maximum absolute acceleration of the protected equipment to the maximum acceleration of the shock-excited environment. Two numerical methods of solution, dynamic and linear programming, are considered and their relative merits assessed.