混凝土泵車臂架在作業(yè)中經(jīng)常受振動影響，這會縮短臂架的使用壽命。本文介紹了一種利用驅動臂桿的液壓油缸提供控制力的主動消振方法。本文中，首先建立了泵車臂架的非線性柔性多體動力學模型，用于仿真臂架的動力學特征并在此基礎上建立并測試控制率。主動控制率建立在模態(tài)空間控制法基礎上，同時引入了模態(tài)觀察器估算未知的模態(tài)坐標。
    近些年來，隨著我國基礎設施建設的步伐，建筑機械正在向重型化和大型化發(fā)展，這種趨勢在混凝土泵車領域也顯而易見。減小泵車臂架的自重、提高系統(tǒng)性能的客觀需求，使得泵車臂架向高柔性、低阻尼系統(tǒng)的方向發(fā)展。在臂架做大范圍移動、澆筑作業(yè)時，柔性系統(tǒng)更容易系統(tǒng)遭受振動影響，長此以往，發(fā)生疲勞損傷和不穩(wěn)定性問題的可能性更大，這對安全作業(yè)造成了威脅。為了避免材料裂紋傳播、延長臂架使用壽命，發(fā)展有效的消振方法是必要的。傳統(tǒng)的被動控制策略通常須引入質量較大的設備提供控制力，而響應頻寬卻很有限。與此相反，主動控制策略使用臂架本身的作動器提供控制力，而它所需要的計算機嵌入式系統(tǒng)硬件則發(fā)展迅速，價格低廉，在未來有著良好的應用前景。
    泵車臂架是一個由液壓油缸驅動的連桿機構。液壓缸通過三角形零件固定在連桿上，并支撐下一節(jié)臂桿。為了研究系統(tǒng)的振動特性，可在每節(jié)臂桿末端安裝加速度傳感器。
     臂架系統(tǒng)的數(shù)學模型
    為了模擬泵車臂架的行為特征，以便定義控制策略，這里將根據(jù)柔性多體動力學原理，建立泵車臂架的動力學模型。由于泵車臂架的水平/豎直行走作業(yè)是在平面內(nèi)完成的，建模時也只考慮二維平面運動。為了建立應力與應變的線性關系，并對軸向變形和屈曲變形進行解耦，引入了小變形假設。此外，模型中只考慮臂桿轉動速度較小的情況，忽略了向心力和科氏力。
    主動模態(tài)控制
    本節(jié)將介紹一種以獨立模態(tài)空間控制法為基礎[3][5]的主動消振控制律，提供用于消振的控制力 的作動器，正是為連桿提供轉動動力的液壓油缸。該控制律給出了計算系統(tǒng)振動狀態(tài)和適合的增益矩陣的方法。
    模態(tài)觀察器
    假設確切的模態(tài)坐標已知，那么以上方法能夠保證在實現(xiàn)模態(tài)空間控制的同時避免激發(fā)高階模態(tài)。而在泵車臂架的實際應用中，對未知的模態(tài)坐標，需要用模態(tài)觀察器進行估計。

    本文介紹了一種基于模態(tài)空間控制的消振方法。由于消振與驅動臂架使用了同一組液壓油缸，可以在不加重系統(tǒng)質量的前提下達到消振的目的。