船舶主推進軸系縱向振動主動控制方法研究.pdf

1、由于船體的非圓周對稱性,其艉部不均勻伴流場總是存在的,而主推進軸系又是一個連續(xù)彈性體,螺旋槳在不均勻的艉流場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的非定常軸向激勵力構(gòu)成主推進軸系縱向振動的主要激勵源。而主推進軸系振動又是引體船體振動的重要繼發(fā)性激勵源,有研究表明,主推進軸系縱向振動是潛艇水下低頻輻射噪聲的重要來源,故研究主推進軸系縱向振動控制,無論對提高民用船舶的舒適度,還是提高潛艇的聲隱身性能,都具有很重要和迫切的現(xiàn)實意義。
　　本文以直接傳動形式的船舶主

2、推進軸系為研究對象,結(jié)合相關(guān)理論和數(shù)值仿真方法,研究推進軸系縱向振動及其相關(guān)問題,具體內(nèi)容包括主推進軸系縱向振動特性分析、主推進軸系縱向振動引起的艇體聲振特性分析、振動主動控制理論分析及主推進軸系縱向振動主動控制仿真分析。
　　首先,本文對課題研究的相關(guān)文獻進行系統(tǒng)綜述和歸納總結(jié),以了解課題研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,以便對課題研究有全局清晰的認識。在文獻查閱的基礎(chǔ)上,從主推進軸系縱向振動當(dāng)量模型簡化方法及相應(yīng)的求解技術(shù)、主推進軸

3、系典型激勵響應(yīng)和推力軸承縱向剛度影響三個方面對主推進軸系縱向振動特性進行系統(tǒng)深入分析。
　　接著,針對主推進軸系縱向振動對艇體聲隱身性能的危害性,本文應(yīng)用基于模態(tài)疊加法的有限元結(jié)合邊界元方法對主推進軸系縱向振動引起的艇體聲輻射進行預(yù)報,分析艇體各模態(tài)參與聲輻射的貢獻量,以明確對艇體水下輻射噪聲貢獻量最大的模態(tài)類型。動力吸振器能有效控制推進軸系的縱向振動響應(yīng),但對艇體輻射噪聲的控制效果仍然未知,本文對此展開初步分析。將動力吸振器安裝

4、在推力軸承及其基座間,通過比較安裝前后艇體的輻射聲場,預(yù)報動力吸振器對主推進軸系縱向振動引起的艇體輻射噪聲的控制效果。
　　鑒于被動控制技術(shù)低頻控制效果差的緣故,本文將現(xiàn)代控制理論與主推進軸系縱向振動理論相結(jié)合,對適用于主推進軸系縱向振動的控制律設(shè)計方法進行詳細的理論推導(dǎo)和比較分析。由于現(xiàn)代控制理論較難以求解高維問題,故需根據(jù)主推進軸系的實際幾何結(jié)構(gòu)對主推進軸系彈性連續(xù)體進行降階處理,推導(dǎo)出主推進軸系縱向振動主動控制方程,在分析控