图 文 导 读

图1 伪主动执行器基本设计原理

主动振动控制系统的卓越性能优势在很大程度上来源于主动执行器可在力-速度图中四个象限内工作的能力。尽管半主动执行器相比于主动执行器拥有能量消耗低、结构简单以及可靠性强的优势，但其只能够在第一、三象限工作的特性决定了其性能无法与主动控制器媲美。

为克服这一局限，合肥工业大学白先旭教授等在保留半主动执行器与主动执行器两者优点的基础上，以概念分析的方式，使用半主动执行器实现主动控制效果的四象限可控半主动执行器——伪主动执行器，该执行器概念极有可能推动机械设计与系统控制领域的变革。研究成果发表于《国际机械系统动力学学报（英文）》（International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD）。文章提出并深入分析了利用半主动执行器实现主动执行器性能的伪主动执行器的基本设计原则。伪主动执行器包含两个半主动执行器与一套力学补偿机构，实现两个半四象限的合成，一个半主动执行器在第一、三象限工作，另一个则与力学补偿机构实现在第二、四象限工作的性能，如图所示。该文建立通用的数学模型对一种伪主动执行器的4种工作模式进行描述，其中，两种工作模式能够实现主动振动控制，并给出了控制案例；另两种工作模式则与常规二自由度模型进行了比较。进一步分析了伪主动执行器在四分之一车辆与发动机悬置上的应用场景，提出了双向联动的汽车伪主动悬架概念。最后，给出了将伪主动执行器在不同工作模式等效到电气网络的基础分析方法。

Keywords: 

four-quadrant; pseudo-active actuator; pseudo-active suspension; semi-active actuator; topology

DOI: 10.1002/msd2.12018

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Bai X, He G. Pseudo-active actuators: a concept analysis. Int J Mech Syst Dyn. 2021;1:230-247.

作 者 简 介

白先旭  合肥工业大学车辆工程系副教授，自适应结构与智能系统实验室负责人，长期致力于“智能结构与系统、汽车系统动力学与控制”方面基础理论和前沿性应用研究。迄今承担国内外纵横向项目30余项；发表高水平论文100余篇（国内外学术会议邀请报告10余场、会议/期刊优秀论文奖10余项）；授权中国发明专利/PCT国际专利60余件。兼任中国汽车工程学会青年工作委员会委员、Journal of Intelligent Material Systems and Structures期刊副主编。

何冠男  合肥工业大学汽车与交通工程学院车辆工程硕士研究生，主要研究方向为：车辆动力学、预期功能安全。

期 刊 简 介

IJMSD由来自12个国家的15位院士、14位国际学会主席、13位其他国际期刊主编等53位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。主编为南京理工大学芮筱亭院士，3位合作主编分别是加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士，国际理论与应用力学联盟IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院两院院士、英国皇家学会外籍院士、欧洲科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士。

 IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准，为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学，所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构，还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

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