彈性艙段浮筏隔振系統(tǒng)振動同步定相和主動控制研究.pdf

1、為了給艦載浮筏設(shè)備的主被動隔振設(shè)計提供真實可靠的依據(jù)，本文建立了一個與工程實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)分析和實驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)，獲得該隔振系統(tǒng)的動力學(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)振動傳遞與輻射噪聲的數(shù)學(xué)預(yù)報模型?；谠撃Ｐ途屯蕉ㄏ嗫刂?、傳感器優(yōu)化、多通道耦合主動隔振三個方面進行了深入的研究，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)連接點處振動加速度響應(yīng)的均方和作為控制用的目標(biāo)函數(shù)，通過二進制遺傳算法尋得浮筏結(jié)構(gòu)上多臺旋轉(zhuǎn)或往復(fù)機械設(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)上的振動最小。一方面結(jié)合聲學(xué)傳遞函數(shù)，對浮筏隔振系統(tǒng)振動聲輻射同步定相控制進行了詳細的

3、仿真研究，另一方面采用4臺三相異步電動機帶動反向旋轉(zhuǎn)的偏心質(zhì)量對來模擬浮筏上的機械設(shè)備，依據(jù)伺服控制理論，對同步定相控制進行了詳細的實驗研究。仿真和實驗結(jié)果表明同步定相控制技術(shù)是一種可行的振動和聲輻射控制方法，與主動控制相比，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)振動設(shè)備之間的相位關(guān)系，就能達到控制振動和聲輻射的目的。
　　針對振動主動控制中的誤差傳感策略問題，改進了現(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，使整個控制系統(tǒng)的規(guī)模得到了降低。
　　為了消除多通道主動控制時各通道之間的耦合作用，采用 FXLMS算法，在浮筏到艙段振動傳遞途徑中安裝了4臺液壓作動器，誤差信號同時作為每個作動器的反饋信號，結(jié)合提出的誤差傳感優(yōu)化策略，對多個激勵頻率的主動隔振和同步定相控制基礎(chǔ)上的主動隔振進行了詳細的實驗研究。實驗結(jié)果表明，對艙段結(jié)構(gòu)上優(yōu)選出來的4個誤差點進行有效控制后，艙段結(jié)構(gòu)