孙晓强，　陈　龙，　汪少华,　杨晓峰

(江苏大学汽车与交通工程学院　镇江，212013)



滚珠丝杠式惯容器非线性建模与参数辨识*

孙晓强，陈龙，汪少华,杨晓峰

(江苏大学汽车与交通工程学院镇江，212013)

摘要针对滚珠丝杠式惯容器存在的非线性力学特征，首先，分析了滚珠丝杠式惯容器的工作原理，对惯容器的主要部件进行了非线性力学分析，建立了考虑摩擦、间隙以及丝杠弹性力的惯容器非线性力学模型；然后,在数控液压伺服激振试验台上进行了惯容器的力学性能试验，得到了惯容器在不同惯容系数以及不同激振输入下的力学响应特性；最后,根据试验结果分析了摩擦和间隙对惯容器力学性能的影响，得到了便于参数辨识的惯容器力学模型结构，实现了惯容器输出力仿真与试验结果的分析和对比。结果显示，二者在一个周期内的均方根值误差不超过7%，非线性模型呈现出良好的拟合精度，证明了所述方法的可行性和有效性。

关键词滚珠丝杠式惯容器； 非线性； 最小二乘法； 参数辨识

引言

为了在机械网络中寻找一种能够与电容严格相对应的基本元件，Smith[1]提出了惯容器(Inerter)的概念，并给出其两端点实现形式，从此，电容在与机械元件对应时不再有接地要求。随后，Smith等[2]将惯容器应用于车辆悬架中，通过优化比较多种布置形式的惯容-弹簧-阻尼(interter spring damper，简称ISD)悬架减振性能，对惯容器的隔振潜力进行了分析。2006年，一种包含惯容器的补偿装置在高性能摩托车上得到了应用，成功解决了摩托车在转向过程中的失稳问题[3]。……