Controlled vibration protection systems: optimization and energy efficiency

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The energy efficiency of controlled vibration protection systems is defined as the ratio of the vibration safety indicator they achieve to the cost of energy resources necessary to achieve the desired indicator. To solve the optimization problems of controlled vibration protection, a sufficient condition for the optimality of the accepted functional and, accordingly, the minimum principle, was used, the step-by-step implementation of which, in the course of numerical integration of the initial equations of the state of the system, makes it possible to reproduce the optimal control numeric arrays and the related components of the system state. The algorithm of the step-by-step procedure of the minimum principle was used to optimize the dynamic processes in the vibration protection system with indirect control of the viscous resistance damper and the potential energy recuperator. It has been established that the optimal controls that allow eliminating resonant phenomena in these systems are positional functions of a singular type, the relay switching of which in vibration protection systems with a controlled damper and recuperator is associated with a change in the sign of the absolute and relative velocity of the object and with a change in the sign of the velocity and relative displacement of the object.

About the authors

V. I. Chernyshev

Orel State University named after I.S. Turgenev

Author for correspondence.
Email: chernyshev_46@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2008-3125

Doctor of Science (Engineering), Professor

Russian Federation

R. N. Polyakov

Orel State University named after I.S. Turgenev

Email: romanpolak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8794-778X

Doctor of Science (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of Mechatronics, Mechanics and Robotics

Russian Federation

O. V. Fominova

Orel State University named after I.S. Turgenev

Email: gari1@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-8345-6622

Candidate of Science (Engineering), Associate Professor

Russian Federation

References

  1. Genkin M.D., Yablonskiy V.V. Vibroizoliruyushchie sistemy v mashinakh i mekhanizmakh [Vibration isolation systems in machines and mechanisms]. Moscow: Nauka Publ., 1977. 116 p.
  2. Kolovskiy M.Z. Avtomaticheskoe upravlenie vibrozashchitnymi sistemami [Automatic control of vibration protection systems]. Moscow: Nauka Publ., 1976. 320 p.
  3. Rybak L.A., Chichvarin A.V., Pliguzov A.N. Osnovy upravleniya vibrozashchitnymi sistemami [Fundamentals of control of vibration protection systems]. Belgorod: Belgorod State Technical University Publ., 2007. 171 p.
  4. Khomenko A.P. Dinamika i upravlenie v zadachakh vibrozashchity i vibroizolyatsii podvizhnykh ob"ektov [Dynamics and control in problems of vibration protection and vibration isolation of mobile objects]. Irkutsk: Irkutsk State University Publ., 2000. 293 p.
  5. Chernyshev V.I., Savin L.A., Fominova O.V. Indirect control of oscillations: elements of theory. SPIIRAS Proceedings. 2019. No. 18. P. 148-175. (In Russ.). doi: 10.15622/sp.18.1.148-175
  6. Dykhta V.A., Samsonyuk O.N. Optimal'noe impul'snoe upravlenie s prilozheniyami [Optimal impulse control with applications]. Moscow: Fizmatlit Publ., 2000. 256 p.
  7. Fominova O.V., Stepanov Yu.S., Chernyshev V.I. Ekstremal'nye zadachi i optimizatsiya: vvedenie v teoriyu nepryamogo impul'snogo upravleniya protsessami kolebaniy [Extremal problems and optimization: introduction to the theory of indirect impulse control of oscillation processes]. Moscow: Spektr Publ., 2011. 217 p.
  8. Fominova O.V., Savin L.A., Chernyshev V.I. Theoretical aspects of the optimal controllable vibroprotection processes synthesis. Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology. 2013. No. 3. P. 44-50. (In Russ.)
  9. Troitskiy V.A. Optimal'nye protsessy kolebaniy mekhanicheskikh system [Optimal processes of oscillations of mechanical systems]. Leningrad: Mashinostroenie Publ., 1976. 248 p.
  10. Fominova O.V. Preryvistoe dempfirovanie v sistemakh vibrozashchity: osnovy teorii, prilozheniya [Intermittent damping in vibration protection systems: fundamentals of theory, applications]. Moscow: Mashinostroenie-1 Publ., 2005. 256 p.
  11. Randin D.G. Research of dynamic characteristics of controlled damper. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series. 2013. No. 2 (38). P. 64-70. (In Russ.)
  12. Fominova O.V., Savin L.A., Chernyshev V.I. Rekuperator [Recuperator]. Patent RF, no. 2734268, 2020. (Publ. 14.10.2020, bull. no. 29)
  13. Fominova O.V. Vibrotective systems with recruiters mechanical energy. Fundamental and Applied Problems of Technics and Technologylogy. 2018. No. 5 (331). P. 96-104. (In Russ.)
  14. Posmetyev V.I., Drapalyuk M.V., Zelikov V.A. Estimation of efficiency of application of system recovery of energy in car suspender. Scientific Journal of KubSAU. 2012. No. 76 (02). P. 559-573. (In Russ.)
  15. Styrov A.E. Approach to the use of energy recovery in electromechanical active vehicle suspension. Transaction of Scientific Papers of the Novosibirsk State Technical University. 2015. No. 2 (80). P. 106-115. (In Russ.). doi: 10.17212/2307-6879-2015-2-106-115

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».