基于非線性自適應濾波算法的齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制研究.pdf

1、齒輪是機械系統(tǒng)中應用最為廣泛的傳動裝置，齒輪傳動系統(tǒng)的振動控制一直受到人們的重視，特別是近年來為滿足航空、航天、機器人等工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，對齒輪傳動的精度、振動、噪聲和可靠性等提出了更為苛刻的要求。齒輪傳動系統(tǒng)在實際應用中，不可避免地存在著制造、安裝誤差，以及在載荷的作用下產(chǎn)生的輪齒變形。這些誤差和變形在齒輪傳動過程中將會導致非線性因素，從而造成齒與齒之間的碰撞和沖擊，形成齒輪嚙合的內(nèi)部激勵，產(chǎn)生非線性振動。
　　本文針對齒輪傳

2、動系統(tǒng)的振動控制問題，基于軸彎曲振動主動控制思想，提出了一種應用于二級齒輪箱內(nèi)的主動控制結(jié)構(gòu)，將控制力直接作用在激勵源附近，同時控制由兩對齒輪嚙合誤差而產(chǎn)生的振動響應。以壓電智能材料構(gòu)建的壓電堆為作動器，基于非線性自適應濾波算法，通過作動器輸出的位移控制齒輪軸的彎曲振動，從而達到衰減齒輪傳動系統(tǒng)的振動的目的。論文具體工作包括以下幾個方面：
　　1為了分析齒輪系統(tǒng)的非線性動態(tài)響應特性，采用集中質(zhì)量法建立了包含兩對標準漸開線直齒圓柱齒

3、輪的12自由度動力學模型，在該模型中考慮了齒輪傳動系統(tǒng)的間隙非線性和時變嚙合剛度。采用Newmark迭代算法對建立的動力學模型進行求解，分析了由接觸損失引起的非線性動態(tài)響應，為之后的主動控制奠定基礎。
　　2基于控制軸彎曲振動的理論，采用了齒輪箱體內(nèi)作動器徑向布置的齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制結(jié)構(gòu)。鑒于齒輪傳動系統(tǒng)的非線性特性，采用了基于FxLMS改進的非線性自適應濾波算法的振動主動控制策略。闡述了非線性自適應濾波算法的基本原理，并構(gòu)

4、造了線性和非線性初級通道模型以及最小相位和非最小相位的次級通道模型，仿真對比分析了非線性自適應濾波算法與FxLMS算法的控制性能。
　　3討論了用于齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制系統(tǒng)中次級通道在線辨識的疊加噪聲技術(shù)和直接估計誤差技術(shù)的性能特點，并進行了振動主動控制仿真對比驗證。
　　4搭建了二級齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制實驗平臺，開展了振動主動控制研究。設計了基于非線性自適應濾波算法的雙輸入/雙輸出的主動控制器，采用直接估計誤差技術(shù)