空氣彈簧-電磁主被動混合隔振實驗臺的設計與控制研究.pdf

1、隔振是抑制艦船動力機械振動向船體傳遞的關鍵技術。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)中引入響應快、頻響寬、易控制的電磁作動器，構成空氣彈簧-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模型，實測了電磁作動器及其配套功率放大器的頻率響應特性。
　　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計中隔振單元的選型依據(jù)。對實驗臺的主要結構件進行了設計，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)學模型。引入遺傳算法設計了結構簡單、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性；PID主動控制系統(tǒng)取得了優(yōu)于被動控制的隔振效