磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)前饋控制研究.pdf

1、提高聲隱身性能是當(dāng)今潛艇研究的一個(gè)重大課題。有效實(shí)現(xiàn)潛艇低頻隔振是提高聲隱身能力的關(guān)鍵。浮筏隔振技術(shù)是在雙層隔振技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的船舶動(dòng)力設(shè)備的一種新型隔振技術(shù)，具有良好的隔振性能，而且還能滿足抗沖擊的要求。主動(dòng)隔振器動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)支承參數(shù)，有效抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量傳遞，對(duì)低頻隔振效果好的特點(diǎn)。主動(dòng)隔振與浮筏相結(jié)合的主動(dòng)浮筏隔振技術(shù)是提高潛艇的聲隱身能力的關(guān)鍵。
　　 前饋?zhàn)赃m應(yīng)控制簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，只要提取振源的頻率，可以有效抑

2、制簡(jiǎn)諧振動(dòng)。潛艇上的低頻振動(dòng)，主要為電機(jī)及柴油機(jī)等產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。結(jié)合自適應(yīng)前饋控制浮筏隔振系統(tǒng)對(duì)提高潛艇的隱身性能具有重大意義。本文的主要研究工作如下：
　　 首先，分析自適應(yīng)濾波前饋控制原理。簡(jiǎn)要概述了前饋基本原理及自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的特點(diǎn)，引出LMS算法及基于濾波X-LMS算法的自適應(yīng)有源前饋控制。自適應(yīng)濾波器可以自適應(yīng)更新權(quán)矢量系數(shù)，調(diào)整幅值和相位，使得作動(dòng)器或吸振器在目標(biāo)點(diǎn)上產(chǎn)生的振動(dòng)與控制點(diǎn)的振動(dòng)幅值相等、方向相反，以

3、抵消控制點(diǎn)的振動(dòng)，同時(shí)考慮阻尼對(duì)控制性能的影響，提出增加阻尼補(bǔ)償?shù)腇XLMS算法。考慮多通道的基于濾波X-LMS算法。
　　 其次，提出了自適應(yīng)陷波系統(tǒng)頻率估計(jì)方法。自適應(yīng)率濾波前饋控制需要參考信號(hào)穩(wěn)定、準(zhǔn)確，但工程實(shí)際結(jié)構(gòu)振動(dòng)和振源直接存在耦合振動(dòng)，次級(jí)聲反饋信號(hào)對(duì)參考信號(hào)影響較大，參考信號(hào)不穩(wěn)定，會(huì)造成整個(gè)前饋控制系統(tǒng)失效。本文提出了自適應(yīng)陷波器結(jié)合均值系統(tǒng)頻率估計(jì)的方法?？梢杂行У墓烙?jì)參考信號(hào)的頻率，而且抗干擾性能較好。<

4、br>　　 最后，進(jìn)行了磁懸浮浮筏主動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)。利用離線辨識(shí)得到的系統(tǒng)模型，結(jié)合磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)單一振源的浮筏系統(tǒng)主動(dòng)前饋控制；驗(yàn)證了控制算法對(duì)振源主要頻率范圍內(nèi)隔振能力；多個(gè)隔振器對(duì)多個(gè)控制點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)也取得很好的隔振效果?？刂泣c(diǎn)的主要頻率成分加速度都取得85％以上的減小，與仿真的結(jié)果基本一致。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了應(yīng)用基于濾波X-LMS算法及相應(yīng)的改進(jìn)算法，應(yīng)用于電機(jī)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的浮筏隔振系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在振源頻率范圍內(nèi)隔振效果較