【摘要】：減小艦船動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng)能有效提高其隱蔽性和偵察能力。隔振技術(shù)是降低機(jī)械振動(dòng)的有效手段之一。振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)能克服傳統(tǒng)被動(dòng)隔振技術(shù)存在低頻隔振效果差的缺陷,因而獲得了廣泛研究�，F(xiàn)有的振動(dòng)主動(dòng)控制方法大都將擾動(dòng)信號(hào)默認(rèn)為周期性擾動(dòng),而動(dòng)力機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)實(shí)際上是頻率波動(dòng)擾動(dòng),現(xiàn)有的控制方法針對(duì)此類擾動(dòng)是否仍具有良好的抑制能力還需研究。反饋控制方法能有效抑制頻率波動(dòng)擾動(dòng)。當(dāng)采用該方法設(shè)計(jì)控制器時(shí),被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型需要是已知的。而此模型與實(shí)際的被控對(duì)象存在一定差別,該差別影響所設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。H_∞控制方法能解決由模型的不確定性引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題,采用該方法所設(shè)計(jì)的控制器具有很強(qiáng)的魯棒穩(wěn)定性。同時(shí),H_∞控制方法能對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的頻響函數(shù)進(jìn)行整形,根據(jù)該方法所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能有效抑制頻率波動(dòng)擾動(dòng)。為此,本文采用H_∞控制方法來抑制動(dòng)力機(jī)械運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的頻率波動(dòng)擾動(dòng),并進(jìn)行相關(guān)的仿真和實(shí)驗(yàn)研究。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:浮筏主動(dòng)隔振系統(tǒng)的控制通道建模、抑制頻率波動(dòng)擾動(dòng)的H_∞控制器設(shè)計(jì)和浮筏主動(dòng)隔振系統(tǒng)的H_∞控制實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)并完成了系統(tǒng)辨識(shí)實(shí)驗(yàn),調(diào)用系統(tǒng)辨識(shí)工具箱辨識(shí)出兩輸入兩輸出連續(xù)傳遞函數(shù)模型,并分別在時(shí)域和頻域檢驗(yàn)該模型的擬合度,時(shí)域擬合度和頻域擬合度都在85%以上。研究了混合靈敏度問題中加權(quán)函數(shù)的選取方法。針對(duì)SISO系統(tǒng)設(shè)計(jì)了抑制單頻波動(dòng)擾動(dòng)和抑制雙頻波動(dòng)擾動(dòng)的控制器,針對(duì)MIMO系統(tǒng)設(shè)計(jì)了抑制單頻波動(dòng)擾動(dòng)的控制器。對(duì)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值仿真,仿真結(jié)果表明,控制前后,誤差信號(hào)的最大幅值都下降了50%以上,誤差信號(hào)中的主頻幅值都下降了10dB以上。在浮筏主動(dòng)隔振系統(tǒng)上進(jìn)行了單激勵(lì)源單通道控制實(shí)驗(yàn)、多激勵(lì)源單通道控制實(shí)驗(yàn)和單激勵(lì)源多通道控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)取得了明顯的減振效果,控制前后,誤差信號(hào)的RMS(Root Mean Square)值都下降了74%以上,誤差信號(hào)中的主頻幅值都下降了13dB以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。
【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】：2016
【分類號(hào)】：TP273;U674.70
【圖文】：

振動(dòng)的主動(dòng)控制方法研究最早誕生于 20 世紀(jì) 30 年代，但受一段時(shí)間內(nèi)都處于理論研究階段。器的開發(fā)，振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)才得應(yīng)用，各種各樣的控制策略和控制動(dòng)主動(dòng)控制主要分為抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)

關(guān)系可用傳遞函數(shù)矩陣或狀5)所示。( ) ( )( )( ) ( )zw zuyw yuw P s P sP su P s P s = = (2-16)所示。[ ]1 21 11 122 21 22wx Ax B Buz C D Dwxy C D Du = + = + 表示，如式(2-17)所示。1 21 11 122 21 22A B BC D DC D D 以理解為：對(duì)于給定的增廣被閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定又能使

筏主動(dòng)隔振系統(tǒng)的電控裝置如圖 3-2 所示，它主要由加速度傳感器、調(diào)理、低通濾波器、信號(hào)發(fā)生器、dSPACE1103 系統(tǒng)和功率放大器組成。其中CE1103 系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件包括接線面板 CLP1103、控DS1103、光纖線(與計(jì)算機(jī)相連的橙紅色雙端口信號(hào)線)、實(shí)時(shí)接口 RTI(內(nèi)機(jī)的主板上)和上位機(jī)。軟件包括基于 Simulink 的算法開發(fā)軟件和應(yīng)用調(diào) Control Desk。加速度傳感器采集的加速度信號(hào)經(jīng)過調(diào)理放大器和低通濾輸出與加速度成正比的電壓信號(hào)，該信號(hào)被 dSPACE1103 系統(tǒng)的 A/D 口通過 D/A 口輸出控制信號(hào)�？刂菩盘�(hào)經(jīng)過功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)動(dòng)電磁，電磁作動(dòng)器輸出相應(yīng)的控制力抵消由電機(jī)產(chǎn)生的頻率波動(dòng)擾動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】

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1 李彥;何琳;帥長(zhǎng)庚;;多通道窄帶Fx-Newton時(shí)頻算法及動(dòng)力機(jī)械有源隔振實(shí)驗(yàn)[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

2 李彥;何琳;帥長(zhǎng)庚;呂志強(qiáng);;磁懸浮主被動(dòng)隔振系統(tǒng)自適應(yīng)控制及非線性補(bǔ)償[J];振動(dòng)與沖擊;2015年06期

3 王永;魏璀璨;李嘉全;陳紹青;梁青;;次級(jí)通道力反饋下磁懸浮隔振器控制研究[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2013年06期

4 張培軍;何琳;帥長(zhǎng)庚;李彥;;主動(dòng)隔振系統(tǒng)解耦控制算法仿真與試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年19期

5 周劉彬;楊鐵軍;張攀;泮江江;劉志剛;;基于彈性艙段結(jié)構(gòu)的浮筏主動(dòng)隔振系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年17期

6 張錦光;胡業(yè)發(fā);宋春生;陳勇;王琪琳;;基于陷波器濾波的磁懸浮浮筏主動(dòng)隔振前饋控制研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年17期

7 楊鐵軍;李新輝;朱明剛;杜敬濤;劉學(xué)廣;劉志剛;;船用柴油發(fā)電機(jī)組主動(dòng)減振試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2013年02期

8 何琳;徐偉;;艦船隔振裝置技術(shù)及其進(jìn)展[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

9 何琳;李彥;楊軍;;磁懸�。瓪饽抑鞅粍�(dòng)混合隔振裝置理論和實(shí)驗(yàn)[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

10 謝強(qiáng);帥長(zhǎng)庚;李彥;;主動(dòng)控制中作動(dòng)器非線性諧頻的控制[J];噪聲與振動(dòng)控制;2013年01期

本文編號(hào)：2753971