本文關(guān)鍵詞：基于慣性作動器的管路系統(tǒng)振動主動控制研究

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【摘要】：潛艇管路振動不僅會產(chǎn)生噪聲，同時會引起管路的疲勞損傷，降低設(shè)備壽命，嚴重時會導(dǎo)致管路附件特別是管路的連接部位發(fā)生松動和破裂，對潛艇安全航行造成威脅。為了有效降低管路系統(tǒng)的振動，本文采用慣性作動器，開展了管路振動主動控制的研究工作。 論文首先概要總結(jié)了主動控制技術(shù)在船舶機械和管路系統(tǒng)振動噪聲方面的國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了動力吸振技術(shù)的特性和概況，提出了本文的研究方向和主要工作內(nèi)容。 通過實艇管路系統(tǒng)振動測量試驗結(jié)果，分析了潛艇管路系統(tǒng)以低頻離散峰值為主的振動特性。針對這一特性，提出了以慣性吸振器為作動器的管路振動主動控制系統(tǒng)，并針對加速度/速度/位移反饋控制建立了相應(yīng)的動力學(xué)模型，通過模擬仿真計算分析了反饋控制效果與反饋系數(shù)之間的關(guān)系，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，速度反饋控制具有較好的控制效果，在顯著地削弱共振峰的同時并不會增強其它頻段的振動。為提高低頻線譜和實時控制效果，構(gòu)建了基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法。 介紹了慣性作動器的構(gòu)成和特征參數(shù)，對所采用的慣性作動器的動態(tài)特性進行了實驗測試，針對慣性吸振器的共振頻率采用了數(shù)字陷波器對其動態(tài)特性進行補償，提升了慣性作動器的寬頻控制性能；設(shè)計了用于慣性作動器的固定裝置，并通過ANSYS軟件對該裝置進行了模態(tài)分析，表明該裝置的第一階模態(tài)頻率處于控制系統(tǒng)的作用頻率范圍之外，可有效應(yīng)用于控制系統(tǒng)的試驗驗證。 與控制方法和硬件裝置相配套，，設(shè)計和編寫了振動加速度信號積分算法和基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法程序，并在數(shù)字信號處理器系統(tǒng)上運行。通過仿真和實驗結(jié)果證實了加速度信號積分程序能夠有效地去除加速度信號中的直流分量和積分結(jié)果中的趨勢項；針對基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法的仿真結(jié)果顯示，該算法能夠?qū)π盘栔懈麟x散峰值成分削弱10-25dB。 最后，在一個閉環(huán)管路系統(tǒng)上分別進行了以激振機和泵為激勵源的慣性吸振器主動控制實驗。在采用激振機的實驗中，對比了加速度反饋控制算法、速度反饋控制算法和基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法，對比實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法具有較好的控制效果。在隨后的水泵實驗中，水泵轉(zhuǎn)速變化范圍為2500至2900rpm，采用基于頻率在線辨識的自適應(yīng)控制算法，試驗表明，管路振動控制點處水泵的軸頻及其二階諧頻可降低6dB以上，管路馬腳下基礎(chǔ)振動信號中軸頻及其二階諧頻可降低3dB以上。
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.84;U661.44;U674.76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何琳;;潛艇聲隱身技術(shù)進展[J];艦船科學(xué)技術(shù);2006年S2期

2 王艷林;王自東;宋卓斐;王強松;;潛艇管路系統(tǒng)振動噪聲控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];艦船科學(xué)技術(shù);2008年06期

本文編號：1241658