彈性艙段浮筏隔振系統(tǒng)振動(dòng)同步定相和主動(dòng)控制研究.pdf

1、為了給艦載浮筏設(shè)備的主被動(dòng)隔振設(shè)計(jì)提供真實(shí)可靠的依據(jù)，本文建立了一個(gè)與工程實(shí)踐接近的彈性艙段結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的浮筏隔振系統(tǒng)。通過有限元模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)，獲得該隔振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，并引入聲學(xué)傳遞函數(shù)的概念，采用聲學(xué)邊界元法求得浮筏結(jié)構(gòu)上任意點(diǎn)到艙段結(jié)構(gòu)外部輻射空間的聲學(xué)傳遞函數(shù)，建立了該浮筏隔振系統(tǒng)振動(dòng)傳遞與輻射噪聲的數(shù)學(xué)預(yù)報(bào)模型。基于該模型就同步定相控制、傳感器優(yōu)化、多通道耦合主動(dòng)隔振三個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究，主要工作如下：

2、>　　基于PST（Propeller Signature Theory）理論，首次把同步定相控制技術(shù)引入彈性基礎(chǔ)上的浮筏隔振系統(tǒng)，并改進(jìn)了PST理論的求解方法。以浮筏隔振系統(tǒng)的隔振器與艙段結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)處振動(dòng)加速度響應(yīng)的均方和作為控制用的目標(biāo)函數(shù)，通過二進(jìn)制遺傳算法尋得浮筏結(jié)構(gòu)上多臺(tái)旋轉(zhuǎn)或往復(fù)機(jī)械設(shè)備之間的最優(yōu)相位關(guān)系，使它們通過浮筏隔振系統(tǒng)傳遞到艙段結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)最小。一方面結(jié)合聲學(xué)傳遞函數(shù)，對(duì)浮筏隔振系統(tǒng)振動(dòng)聲輻射同步定相控制進(jìn)行了詳細(xì)的

3、仿真研究，另一方面采用4臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)的偏心質(zhì)量對(duì)來(lái)模擬浮筏上的機(jī)械設(shè)備，依據(jù)伺服控制理論，對(duì)同步定相控制進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明同步定相控制技術(shù)是一種可行的振動(dòng)和聲輻射控制方法，與主動(dòng)控制相比，不需要額外的執(zhí)行器及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，只需調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備之間的相位關(guān)系，就能達(dá)到控制振動(dòng)和聲輻射的目的。
　　針對(duì)振動(dòng)主動(dòng)控制中的誤差傳感策略問題，改進(jìn)了現(xiàn)有的傳感器優(yōu)化算法，求解過程采用整數(shù)編碼和混合編碼的遺傳

4、算法，在保證整體減振效果基本不變的前提下減少傳感器數(shù)目并優(yōu)化其位置，使整個(gè)控制系統(tǒng)的規(guī)模得到了降低。
　　為了消除多通道主動(dòng)控制時(shí)各通道之間的耦合作用，采用 FXLMS算法，在浮筏到艙段振動(dòng)傳遞途徑中安裝了4臺(tái)液壓作動(dòng)器，誤差信號(hào)同時(shí)作為每個(gè)作動(dòng)器的反饋信號(hào)，結(jié)合提出的誤差傳感優(yōu)化策略，對(duì)多個(gè)激勵(lì)頻率的主動(dòng)隔振和同步定相控制基礎(chǔ)上的主動(dòng)隔振進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)艙段結(jié)構(gòu)上優(yōu)選出來(lái)的4個(gè)誤差點(diǎn)進(jìn)行有效控制后，艙段結(jié)構(gòu)