空氣彈簧-電磁主被動混合隔振實驗臺的設(shè)計與控制研究.pdf

1、隔振是抑制艦船動力機械振動向船體傳遞的關(guān)鍵技術(shù)。空氣彈簧隔振器具有承載能力大、駐波頻率高、高頻隔振性能好等優(yōu)異的性能，將其應(yīng)用于艦船隔振前景廣泛，但空氣彈簧隔振器無法克服被動隔振固有的低頻隔振能力差和系統(tǒng)諧振頻率附近干擾信號還被放大的缺陷。在空氣彈簧被動隔振系統(tǒng)中引入響應(yīng)快、頻響寬、易控制的電磁作動器，構(gòu)成空氣彈簧-電磁主被動混合隔振系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮空氣彈簧和電磁作動器的優(yōu)勢，同時彌補空氣彈簧在低頻和諧振頻率附近隔振性能的不足，實現(xiàn)艦

2、船寬頻隔振，具有重要的研究意義。
　　首先，利用理論建模和試驗測試分析了空氣彈簧的承載特性和剛度特性。研究表明空氣彈簧的承載能力和剛度隨著充氣壓力的增大而增大，并具有一定的非線性。建立了電磁作動器理論力學(xué)模型，實測了電磁作動器及其配套功率放大器的頻率響應(yīng)特性。
　　其次，基于最小力傳遞率的原理提出了主被動混合隔振實驗臺設(shè)計中隔振單元的選型依據(jù)。對實驗臺的主要結(jié)構(gòu)件進行了設(shè)計，搭建了空氣彈簧-電磁主被動混合隔振實驗臺，利用有限

3、元法對隔振平臺進行了模態(tài)分析。
　　然后，針對電磁作動系統(tǒng)和空氣彈簧物理建模困難的問題，采用系統(tǒng)辨識的方法建立了空氣彈簧-電磁主被動混合隔振系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。引入遺傳算法設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的PID控制器，克服了傳統(tǒng)PID控制器參數(shù)整定困難、控制器性能不能有效發(fā)揮的缺陷。在不同的輸入信號下，進行了PID主動控制仿真，結(jié)果表明：基于遺傳算法的PID控制系統(tǒng)對不同輸入信號具有較強的適應(yīng)性；PID主動控制系統(tǒng)取得了優(yōu)于被動控制的隔振效