本文關(guān)鍵詞：分布參數(shù)雙層隔振系統(tǒng)的主被動(dòng)控制機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 振動(dòng) 導(dǎo)納 功率流 雙層隔振 主動(dòng)控制

【摘要】：雙層隔振系統(tǒng)以其高效的高頻隔振效率廣泛應(yīng)用于艦船、發(fā)電機(jī)組、航空航天器等領(lǐng)域。針對(duì)當(dāng)前雙層隔振系統(tǒng)建模分析的不健全性,本文以振動(dòng)能量傳遞路徑控制的觀點(diǎn),進(jìn)一步完善雙層隔振系統(tǒng)的理論建模與分析基礎(chǔ)。首先,對(duì)工程實(shí)際采用的兩類由多向復(fù)合擾動(dòng)振源、橡膠隔振器、中間質(zhì)量(柔性連續(xù)筏體或分散集總參數(shù)質(zhì)量塊)、彈性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成的雙層被動(dòng)隔振系統(tǒng),建立其分布參數(shù)分析模型�；趯�(dǎo)納矩陣?yán)碚撏茖?dǎo)總體系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性傳遞方程。結(jié)合實(shí)例,以功率流為價(jià)值函數(shù)探討兩類雙層被動(dòng)隔振系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞機(jī)理及隔振效果。其次,針對(duì)有源隔振研究中存在的問題,建立前饋?zhàn)赃m應(yīng)控制雙層隔振系統(tǒng)的數(shù)理模型；考慮實(shí)際作動(dòng)器輸出閾值的限制,分別以接受基礎(chǔ)支承接點(diǎn)處的輸入徑向力最小化、徑向速度響應(yīng)最小化、徑向功率流最小化、徑向速度和徑向力加權(quán)和最小化及總功率最小化五種控制策略對(duì)比分析復(fù)合擾源激勵(lì)下,三種作動(dòng)器布置方案(振源／上層控制、接受基礎(chǔ)／下層控制、全控制)的隔振效果優(yōu)劣程度。最后,以浮筏隔振系統(tǒng)為例,檢驗(yàn)所建分布參數(shù)雙層主被動(dòng)隔振系統(tǒng)分析模型對(duì)于多振源、多向復(fù)合激勵(lì)情況下的適用性。具體內(nèi)容如下：基于振動(dòng)能量傳遞概念,建立中間連續(xù)筏體和中間分散質(zhì)量兩類雙層隔振系統(tǒng)的解析模型。其中,連續(xù)筏體中間質(zhì)量、上下層隔振器及柔性安裝基礎(chǔ)模化為分布參數(shù)結(jié)構(gòu),并且振源激勵(lì)中包含多向復(fù)合的力及力矩組分,以考慮多向振動(dòng)輸入能量在系統(tǒng)構(gòu)成間的傳遞、耦合及相互作用影響�；趯�(dǎo)納矩陣?yán)碚搶?duì)兩類雙層隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性傳遞方程進(jìn)行理論推導(dǎo)。以功率流為價(jià)值函數(shù)揭示系統(tǒng)振動(dòng)傳遞機(jī)理并闡述實(shí)際雙層隔振設(shè)計(jì)需遵循的一般規(guī)律。實(shí)例研究表明：力矩激勵(lì)在隔振系統(tǒng)能量傳輸中扮演著重要角色,應(yīng)盡量減少力矩?cái)_動(dòng)帶來的能量注入；在能耗效率及安裝空間允許條件下,適當(dāng)放大中間質(zhì)量,可獲得更佳的隔振效果；中間筏體的柔性、隔振器的分布參數(shù)特性以及安裝基礎(chǔ)的非剛性因素使得中高頻隔振性能惡化,采用中間分散質(zhì)量方案可有效避免筏體柔性模態(tài)影響,并能顯著降低隔振器駐波同柔性筏體模態(tài)間的耦合交互引起的能量峰值。針對(duì)雙層被動(dòng)隔振系統(tǒng)低頻控制效果不佳的問題,提出有源前饋?zhàn)赃m應(yīng)控制解決方案。建立復(fù)雜激勵(lì)下整體系統(tǒng)的解析形式數(shù)理模型,采用子結(jié)構(gòu)導(dǎo)納分析法推導(dǎo)其動(dòng)態(tài)特性傳遞方程。為考慮實(shí)際作動(dòng)器的輸出約束,將作動(dòng)器輸出的次級(jí)力閾值作為懲罰項(xiàng),加權(quán)后寫入控制目標(biāo)函數(shù)。分別以輸入到安裝基礎(chǔ)的總功率流、接受基礎(chǔ)支承接點(diǎn)處的輸入徑向力、徑向速度響應(yīng)、徑向功率流、徑向速度和徑向力加權(quán)和為價(jià)值函數(shù),探討復(fù)合擾源激勵(lì)下,三種作動(dòng)器布置方案(振源控制、基礎(chǔ)控制、全控制)的隔振效果優(yōu)劣程度。實(shí)例研究表明：總功率流最小化控制策略下,全控制方式可以結(jié)合振源控制及基礎(chǔ)控制分別在剛體模態(tài)頻段和中高頻段的振動(dòng)控制優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)寬頻域內(nèi)功率流的最優(yōu)控制；基礎(chǔ)控制策略相比振源控制策略更能充分利用中間質(zhì)量所帶來的高頻隔振效率,在作動(dòng)器提供少量輸出力情況下實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的振動(dòng)控制效果。建立由多維復(fù)合擾動(dòng)振源(包含橫向力、垂向力及力矩激勵(lì))、分布參數(shù)主被動(dòng)一體式隔振器、中間柔性筏體及彈性安裝基礎(chǔ)組成的艦船浮筏混合隔振系統(tǒng)的廣義數(shù)理模型；基于導(dǎo)納矩陣?yán)碚?給出浮筏混合隔振系統(tǒng)動(dòng)態(tài)傳遞特性的統(tǒng)一數(shù)學(xué)描述。探究不同維度擾源激勵(lì)、中間筏體結(jié)構(gòu)柔性及隔振器內(nèi)共振對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)傳遞特性的影響機(jī)理。為統(tǒng)一設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,以傳遞到安裝基礎(chǔ)的總功率流為最優(yōu)控制價(jià)值函數(shù),將作動(dòng)力矢量及其輸出閾值上限作為懲罰項(xiàng)來定量考慮實(shí)際作動(dòng)器輸出約束的限制,對(duì)比分析復(fù)合擾源激勵(lì)下,三種作動(dòng)器布置方案(上層主動(dòng)控制、下層主動(dòng)控制、全主動(dòng)控制)對(duì)于多個(gè)激勵(lì)振源的隔振效果優(yōu)劣程度。實(shí)例研究表明：力矩激勵(lì)同樣在浮筏隔振系統(tǒng)能量傳輸中扮演著重要角色,應(yīng)盡量減少力矩?cái)_動(dòng)帶來的能量注入；中間筏體結(jié)構(gòu)的柔性及其與隔振器內(nèi)共振的耦合交互作用使得中高頻段系統(tǒng)隔振性能惡化；全主動(dòng)控制策略可以結(jié)合上、下層主動(dòng)控制策略分別在低頻段和中高頻段的振動(dòng)控制優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻域內(nèi)聲振能控制的最優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng) 導(dǎo)納 功率流 雙層隔振 主動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB535.1
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 課題研究背景、內(nèi)容及意義15-17
• 1.2 單層隔振理論的研究與發(fā)展概況17-22
• 1.2.1 被動(dòng)隔振理論17-19
• 1.2.2 主動(dòng)隔振理論19-22
• 1.3 雙層隔振理論的研究與發(fā)展概況22-24
• 1.3.1 被動(dòng)隔振理論22-23
• 1.3.2 主動(dòng)隔振理論23-24
• 1.4 本文的主要工作24-27
• 第2章 雙層隔振系統(tǒng)建模及其振動(dòng)傳遞特性27-41
• 2.1 引言27
• 2.2 解析模型27-29
• 2.3 子系統(tǒng)分析29-32
• 2.3.1 機(jī)器子系統(tǒng)29-30
• 2.3.2 隔振支承子系統(tǒng)30
• 2.3.3 中間質(zhì)量子系統(tǒng)30-31
• 2.3.4 基礎(chǔ)子系統(tǒng)31-32
• 2.4 子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性綜合32-33
• 2.5 系統(tǒng)傳遞特性分析33-39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第3章 雙層主動(dòng)隔振系統(tǒng)約束輸出控制策略41-59
• 3.1 引言41
• 3.2 理論建模41-42
• 3.3 子系統(tǒng)分析42-44
• 3.3.1 機(jī)器子系統(tǒng)42
• 3.3.2 隔振支承子系統(tǒng)42-43
• 3.3.3 中間質(zhì)量子系統(tǒng)43
• 3.3.4 基礎(chǔ)子系統(tǒng)43-44
• 3.4 子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性綜合44-45
• 3.4.1 上層隔振支承并聯(lián)作動(dòng)器44
• 3.4.2 下層隔振支承并聯(lián)作動(dòng)器44-45
• 3.4.3 上、下層隔振支承并聯(lián)作動(dòng)器45
• 3.5 主動(dòng)控制策略45-47
• 3.5.1 總功率流最小控制策略45-46
• 3.5.2 垂向速度最小控制策略46
• 3.5.3 垂向力最小控制策略46
• 3.5.4 垂向功率流最小控制策略46-47
• 3.5.5 垂向速度與垂向力加權(quán)和最小控制策略47
• 3.6 數(shù)值算例及結(jié)果分析47-57
• 3.7 本章總結(jié)57-59
• 第4章 浮筏混合隔振系統(tǒng)建模及約束輸出控制策略59-73
• 4.1 引言59
• 4.2 理論建模59-60
• 4.3 子系統(tǒng)分析60-62
• 4.3.1 機(jī)組子系統(tǒng)60
• 4.3.2 隔振支承子系統(tǒng)60-61
• 4.3.3 中間質(zhì)量子系統(tǒng)61-62
• 4.3.4 基礎(chǔ)子系統(tǒng)62
• 4.4 子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性綜合62-63
• 4.5 約束輸出控制策略63-64
• 4.6 數(shù)值算例與結(jié)果分析64-71
• 4.6.1 解析模型有效性驗(yàn)證66-67
• 4.6.2 耦合振動(dòng)機(jī)理探究67-71
• 4.7 本章小結(jié)71-73
• 全文總結(jié)與展望73-77
• 總結(jié)73-75
• 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 致謝85-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文與獲獎(jiǎng)情況87-88
• 附件88

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉偉;橡膠軟木隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2000年01期

2 張建卓,李旦,董申,陳明君;精密儀器用超低頻非線性并聯(lián)隔振系統(tǒng)研究[J];中國機(jī)械工程;2004年01期

3 宋玉超;于洪亮;;隔振系統(tǒng)布置及振動(dòng)相位對(duì)基礎(chǔ)響應(yīng)影響的研究[J];噪聲與振動(dòng)控制;2008年05期

4 施引;;雙層隔振及其初步計(jì)算方法[J];海工科技;1979年04期

5 沈榮瀛;嚴(yán)濟(jì)寬;;雙層隔振系統(tǒng)對(duì)隨機(jī)激勵(lì)的響應(yīng)[J];振動(dòng)與沖擊;1984年02期

6 張士義;多自由度隔振系統(tǒng)的隔振效率[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1987年03期

7 周世雄;周明溥;;雙層隔振系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];上海建材學(xué)院學(xué)報(bào);1990年03期

8 龍志強(qiáng)，佘龍華，常文森;磁懸浮隔振系統(tǒng)的行為與分析[J];國防科技大學(xué)學(xué)報(bào);1994年03期

9 龍志強(qiáng)，佘龍華，，尹力明，常文森;磁懸浮隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報(bào);1996年03期

10 袁惠群;具有分布質(zhì)量的雙層隔振系統(tǒng)隔振特性分析[J];振動(dòng)與沖擊;1996年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃其柏;余林波;張永波;曹劍;;雙層浮筏隔振系統(tǒng)筏體結(jié)構(gòu)與隔振特性的研究[A];湖北省聲學(xué)學(xué)會(huì)成立二十周年紀(jì)念文集[C];2006年

2 孫宜強(qiáng);宋漢文;;時(shí)滯隔振系統(tǒng)的建模與時(shí)滯識(shí)別[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 張安付;盛美萍;;雙簡諧激勵(lì)下雙層隔振系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析[A];第十二屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2009年

4 陳大林;徐友鉅;;隔振支承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)與參數(shù)識(shí)別[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)（2001）[C];2001年

5 賀華;馮奇;;雙層隔振系統(tǒng)建模[A];第八屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集摘要[C];2003年

6 朱宜生;;減少電子設(shè)備隔振系統(tǒng)耦合振動(dòng)的方法[A];中國電子學(xué)會(huì)可靠性分會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選[C];2006年

7 申軍烽;杜勝;周徐斌;蔣國偉;;高精度光學(xué)有效載荷微振動(dòng)隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[A];機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

8 陳維山;陳再禮;王培江;;自動(dòng)調(diào)平空氣彈簧隔振平臺(tái)的研制[A];中國電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)會(huì)機(jī)械加工專業(yè)委員會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中）[C];1992年

9 黃志偉;曾革委;何雪松;付愛華;;雙層隔振系統(tǒng)主動(dòng)控制的振動(dòng)特性研究[A];第十四屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2013年

10 劉順強(qiáng);于維平;羅增寧;宋繼萍;林嘉祥;;水泵管道隔振結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試分析[A];2013中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下）[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高雪;一類液固混合介質(zhì)隔振系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為與設(shè)計(jì)方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 周振華;精密隔振系統(tǒng)的擾動(dòng)抑制與補(bǔ)償研究[D];華中科技大學(xué);2013年

3 王勇;基于聲子晶體的多層周期性隔振系統(tǒng)理論與方法研究[D];華中科技大學(xué);2006年

4 丁旭杰;非線性隔振抗沖器的設(shè)計(jì)與建模研究[D];上海交通大學(xué);2008年

5 黃修長;艙筏隔振系統(tǒng)聲學(xué)設(shè)計(jì)及優(yōu)化、控制[D];上海交通大學(xué);2011年

6 張樹楨;柔性浮筏隔振系統(tǒng)的建模與動(dòng)力學(xué)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 李盈利;雙層非線性隔振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析及時(shí)延混沌化[D];湖南大學(xué);2013年

8 陳定中;舷側(cè)陣聲納安裝平臺(tái)隔振系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2005年

9 吳文江;正負(fù)剛度并聯(lián)精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

10 朱石堅(jiān);艦艇減振降噪系統(tǒng)中的混沌隔振技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 向敢;浮筏隔振系統(tǒng)的振動(dòng)特性研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

2 楊俊;橡膠彈簧動(dòng)態(tài)特性研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 楊明月;分布參數(shù)雙層隔振系統(tǒng)的主被動(dòng)控制機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2015年

4 崔由美;車載擔(dān)架隨機(jī)振動(dòng)隔離系統(tǒng)主被動(dòng)控制研究[D];山東大學(xué);2015年

5 孫偉;復(fù)雜隔振系統(tǒng)主被動(dòng)控制分析與試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2015年

6 嚴(yán)柏熠;正負(fù)剛度并聯(lián)準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 周文;磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)傳遞特性的研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

8 姚俊輝;變剛度磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)隔振特性研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

9 薛峰;基于遺傳算法的隔振系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化計(jì)算分析[D];江蘇科技大學(xué);2011年

10 王昌國;一種臥式水泵浮筏隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究[D];山東科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：1054855