管道振動(dòng)引發(fā)的事故頻頻發(fā)生,不僅對(duì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)造成損害,還會(huì)對(duì)周圍的人造成人身安全。在復(fù)雜管路系統(tǒng)中,引起管道振動(dòng)原因復(fù)雜,目前的管道減振技術(shù)大多采用被動(dòng)減振,減振的效果不是很好。本文針對(duì)復(fù)雜管路系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)減振研究,采用剛度阻尼調(diào)節(jié)法來(lái)實(shí)時(shí)對(duì)管道的振動(dòng)進(jìn)行控制,具有很強(qiáng)的工程實(shí)際意義。本文對(duì)管路主動(dòng)減振控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件進(jìn)行了詳細(xì)的研究,針對(duì)作動(dòng)器的設(shè)計(jì)采用在被動(dòng)減振的基礎(chǔ)上進(jìn)行主動(dòng)減振,通過(guò)分析管路系統(tǒng)振動(dòng)特性,同時(shí)結(jié)合動(dòng)力吸振器的原理,獲得了作動(dòng)器的剛度與阻尼。對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行詳細(xì)的有限元瞬態(tài)電磁場(chǎng)分析,結(jié)果表明:在磁通密度未飽和的情況下,作動(dòng)器輸入的電流與輸出的電磁力基本為線性關(guān)系。為了確定控制信號(hào)作用于R-L電路中對(duì)響應(yīng)電流的影響,采用Simulink對(duì)其進(jìn)行了仿真研究,得出了PWM控制信號(hào)在合理的頻率下能起到模擬信號(hào)相同的控制效果,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真結(jié)論。針對(duì)控制器的輸出特點(diǎn)進(jìn)行研究,提出了兩種不同的信號(hào)輸出方式,并通過(guò)測(cè)試對(duì)比確認(rèn)了此控制系統(tǒng)采用差分輸出的方式輸出控制信號(hào)。為了能將連續(xù)的控制方程轉(zhuǎn)化為適合程序編寫的形式,首先基于剛度阻尼調(diào)節(jié)法、系統(tǒng)動(dòng)力方程、作動(dòng)器電壓及電磁力...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 管路振動(dòng)研究
    1.3 管道減振國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管路被動(dòng)減振研究現(xiàn)狀
        1.3.2 管道半主動(dòng)減振研究現(xiàn)狀
        1.3.3 管道主動(dòng)減振研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內(nèi)容
    1.5 本章小節(jié)
2 管路主動(dòng)減振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 主動(dòng)減振控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
    2.3 基于有限元的管路模態(tài)分析
        2.3.1 有限元法簡(jiǎn)介
        2.3.2 管路系統(tǒng)的建模
        2.3.3 管路系統(tǒng)的模態(tài)分析
    2.4 基于動(dòng)力吸振器的作動(dòng)器彈簧設(shè)計(jì)
        2.4.1 作動(dòng)器剛度阻尼計(jì)算
        2.4.2 作動(dòng)器的彈簧設(shè)計(jì)
    2.5 基于等效磁路與有限元法的作動(dòng)器電磁性能研究
        2.5.1 基于等效磁路法的作動(dòng)器電磁性能研究
        2.5.2 作動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.3 基于Ansoft Maxwell的作動(dòng)器電磁特性研究
    2.6 本章小節(jié)
3 PWM控制信號(hào)的研究
    3.1 引言
    3.2 PWM輸出頻率對(duì)慣性電路中電流影響的研究
        3.2.1 PWM的基本原理
        3.2.2 Simulink PWM模塊設(shè)計(jì)
        3.2.3 基于PWM信號(hào)的作動(dòng)器電路響應(yīng)電流仿真研究
        3.2.4 Arduino Due簡(jiǎn)介
        3.2.5 基于計(jì)時(shí)器的PWM工作機(jī)理
        3.2.6 基于PWM信號(hào)的作動(dòng)器電路響應(yīng)電流實(shí)驗(yàn)研究
    3.3 Arduino Due的 PWM信號(hào)輸出方式研究
        3.3.1 基于Arduino Due和反向運(yùn)放的PWM信號(hào)研究
        3.3.2 基于Arduino Due和反向運(yùn)放的PWM信號(hào)測(cè)試
        3.3.3 基于Arduino Due與差分法的PWM信號(hào)研究
        3.3.4 基于Arduino Due與差分法的PWM信號(hào)測(cè)試
    3.4 本章小節(jié)
4 控制算法的設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 主動(dòng)減振控制算法的差分化
        4.2.1 作動(dòng)器輸入電壓控制算法
        4.2.2 控制算法離散化
    4.3 控制算法中各系數(shù)的計(jì)算
        4.3.1 作動(dòng)器線圈電感測(cè)量
        4.3.2 剛度和阻尼反饋系數(shù)
    4.4 控制程序設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
5 主動(dòng)減振系統(tǒng)的仿真研究
    5.1 引言
    5.2 管道主動(dòng)減振系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式
    5.3 連續(xù)系統(tǒng)下的管路主動(dòng)減振仿真研究
    5.4 離散系統(tǒng)下的管路主動(dòng)減振仿真研究
        5.4.1 采樣頻率對(duì)主動(dòng)減振效果影響的研究
        5.4.2 噪聲對(duì)主動(dòng)減振效果影響的研究
    5.5 本章小結(jié)
6 管路振動(dòng)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 傳感器噪聲處理與位移特性實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 位移反饋信號(hào)消噪實(shí)驗(yàn)研究
        6.2.2 微分反饋信號(hào)消噪實(shí)驗(yàn)研究
        6.2.3 位移傳感器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    6.3 作動(dòng)器性能實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 作動(dòng)器固有頻率實(shí)驗(yàn)
        6.3.2 作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下電路實(shí)驗(yàn)
    6.4 管道振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置
        6.4.1 管路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置
        6.4.2 減振系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置
        6.4.3 管路系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)試
    6.5 本章小節(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 論文主要結(jié)論
    7.2 前景與展望
作者簡(jiǎn)介
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3849732