【摘要】：船舶推進(jìn)軸系是多個(gè)彈性體的組合,在船舶高速航行時(shí),由于船體艉部存在不均勻伴流而產(chǎn)生的螺旋槳縱向激勵(lì)是造成船體結(jié)構(gòu)振動(dòng)加劇及噪聲急劇增加的主要原因。本文針對(duì)推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)等問(wèn)題,提出一種推力軸承主動(dòng)減振液壓控制裝置,并對(duì)該裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行分析研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外對(duì)于推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)控制的研究現(xiàn)狀與成果,以及多種減振措施的優(yōu)缺點(diǎn),說(shuō)明采用主動(dòng)減振方式能夠取得更好的軸系縱向振動(dòng)控制效果。(2)設(shè)計(jì)出一種軸系推力軸承主動(dòng)減振液壓控制裝置,對(duì)裝置的可行性進(jìn)行分析。同時(shí),運(yùn)用流體力學(xué)理論建立裝置電液伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,分別討論不同液壓固有頻率與阻尼比對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的影響。(3)針對(duì)螺旋槳—軸系縱向振動(dòng)展開研究,介紹推進(jìn)軸系縱向激勵(lì)的主要來(lái)源與特征,提出相應(yīng)的數(shù)值預(yù)報(bào)方法,以及基于推力軸承振動(dòng)位移與力傳遞率的減振性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);此外,應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論分別建立帶有主動(dòng)減振液壓控制裝置與被動(dòng)減振裝置的軸系振動(dòng)模型,分析軸系的剛度比、固有頻率及阻尼比等參數(shù)對(duì)液壓控制裝置振動(dòng)控制效果的影響;同時(shí),對(duì)主動(dòng)減振液壓控制裝置的負(fù)載特性進(jìn)行研究,為該裝置結(jié)構(gòu)要素的確定提供依據(jù)。(4)為提高主動(dòng)減振液壓控制裝置的減振降噪效果,引入單神經(jīng)元PID控制與自適應(yīng)神經(jīng)元兩種控制方法;在深入分析其工作原理及組成的基礎(chǔ)上,利用Matlab軟件中的Simulink模塊對(duì)兩種智能控制方式進(jìn)行仿真對(duì)比研究。結(jié)果表明,與自適應(yīng)神經(jīng)元控制相比,單神經(jīng)元PID控制效果更佳,適應(yīng)能力更強(qiáng),可作為主動(dòng)減振液壓控制裝置的控制方式。(5)在AMESim軟件中建立主動(dòng)減振液壓控制裝置及電液伺服系統(tǒng)的仿真模型,利用Simulink模塊編譯單神經(jīng)元PID控制器,將兩者進(jìn)行聯(lián)合仿真;在此基礎(chǔ)上,對(duì)比分析主、被動(dòng)兩種減振裝置的減振效果及其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的被動(dòng)減振裝置相比,主動(dòng)減振液壓控制裝置具有更好的減振降噪效果,具備一定的工程實(shí)用價(jià)值與應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖 2-4 推力軸承中液壓減振裝置結(jié)構(gòu)圖1-推力環(huán)；2-推力塊；3-位移傳感器；4-球面支撐；5-加速度傳感器；6-控制柱塞；7-缸體支承；8-補(bǔ)償容器；9-溢流閥；10-電液伺服閥；11-油箱；12-恒壓油源；13-壓力傳感器213 481291011135 67542

62（c）反饋信號(hào)濾波器 controler1 模型圖 4-6 主動(dòng)減振液壓控制裝置單神經(jīng)元 PID 控制仿真模型4-6（b）中可知，單神經(jīng)元 PID 控制器采用增量型算法，接表示其控制律，故引入“S-Function”模塊，通過(guò)編寫，單神經(jīng)元學(xué)習(xí)速率系數(shù) ( 1,2,3)id i = 分別設(shè)定為 6800，，1,2,3) 分別設(shè)定為 0.8，0.5，0.6，增益系數(shù)5K = 1.65 × 10。6（c）為位移反饋信號(hào)控制器模型，根據(jù)主動(dòng)減振液壓控推力軸承與基座振動(dòng)位移差bΔx 超過(guò)安全值-0.5mm~0.5mm
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;U664.21

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本文編號(hào)：2665188