光纤陀螺同步相关检测技术的设计与实现

光纤陀螺是一种典型的微弱信号检测系统。根据随机过程理论,针对陀螺噪声特点设计了数字闭环光纤陀螺实用的同步相关检测方案,并对陀螺干涉仪输出信号中出现的尖峰脉冲干扰,提出一种基于高速模拟开关的时域滤波方法。测试结果表明,此方法大大降低了陀螺的输出噪声,是将陀螺信号从强噪声中提取出来的有效手段。     

陀螺支承结构的声信号提取及其频率特性分析

针对目前缺乏陀螺支承结构故障在线检测方法的现状,分析了通过检测声信号来分析陀螺支承结构故障的方法.提出了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,并建立了测量数据模型.根据陀螺声信号微弱、测量噪声复杂的特点,提出利用相参处理技术提取陀螺声信号多普勒频率的方法.对某型电控罗经的实验测量结果表明,相参处理技术能够提取微弱的陀螺声信号,验证了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,得到了陀螺支承结构声信号的频率特性,为进一步研究故障检测算法提供了基础.     

两端圆板封闭圆柱壳自由振动的半解析解

文章基于经典弹性板壳理论,通过解析方法导出两端圆板封闭圆柱壳自由振动的求解方程和边界条件。圆柱壳与两端圆板的连接条件由连接处的变形连续性和内力平衡关系得出。应用三角函数和Bessel函数构造该组合壳体的模态振型,对决定任意边界条件圆柱壳模态振型的八次方程的根进行了详细讨论。在MATLAB中编写固有频率的搜索程序,给出了两端圆板封闭圆柱壳自由振动的半解析解。半解析方法得到的固有频率和振型的数值结果与有限元方法计算的结果作了比较,两者几乎完全一致。该半解析方法不存在高频处理难的问题,并且计算速度远远高于有限元方法。     

基于锁相解调的硅微谐振陀螺检测电路研究

给出一种硅微谐振式陀螺仪的结构，分析双端音叉谐振器（DETF）振动稳态信号的特性，研究其频谱分布。当调制系数β≤1时，可从稳态振动信号ωr0＋ωnr频率分量中提取被测信号信息。设计一种基于锁相（PLL）解调的硅微谐振陀螺检测电路方案，分析其解调原理，并利用Matlab进行仿真，结果验证了方案的可行性。     

动力调谐陀螺由于偏距引起的漂移

假定驱轴轴，平衡环，转子和内外扭杆的相对位置在方向上的没有偏差，而在距离上具有所有可能的一切偏差。本文讨论了这种陀螺在各种壳体线加速度和角速度情况下的漂移。     

三自由度摇摆台控制系统设计

介绍一种新型的摇摆台系统,采用并联结构、电机驱动、半闭环和全闭环组合控制的方式,满足了静态定位精度高、连续摇摆运动平滑和高带载能力的要求.在这一系统的设计中,利用运动控制卡、伺服电机和高精度光电编码器构建了半闭环和全闭环组合控制系统,设计了点动和连续转动两种运动模式下的控制方案.为方便用户操作和监控摇摆台实际运动情况,利用运动控制卡和数字I/O卡控件,用VB.NET设计了计算机显示及监控软件,界面方便、友好.     

正交向异性圆柱壳的弹性稳定性分析

本文基于Ｆｌｕｇｇｅ壳体理论，用解析方法分析了正交各向异性圆柱壳在静水压力作用下的弹性稳定性问题。从壳体的力、力矩平衡方矩平衡方程式出发，推导出正交各向异性圆柱壳在静水压力作用下的位移微分方程式；对于两端膜简支的边界条件，得到了弹性失稳方程，用解广义特征值的方法求得失稳压力。本文还详细讨论了壳体参数Ｌ／Ｒ、ｈ／Ｒ以及弹性模量Ｅ、泊松比ｖ的变化对临床失稳压力的影响。     

舰用激光陀螺双轴旋转惯导系统闭环对准方法

旋转调制惯导系统初始姿态误差由于其不可被调制,从而影响系统长航时的精度。本文针对激光陀螺双轴旋转惯导系统,以提高系统初始对准精度为目的,将系统初始对准过程作为随机控制系统处理。结合双轴旋转带来的优势,应用随机闭环控制理论,提出双轴旋转惯导闭环对准方案,并设计滤波器和闭环反馈控制律。利用实验室双轴转台和激光陀螺IMU,构建双轴旋转惯导半实物演示系统,验证闭环对准作为双轴旋转惯导系统精对准方法的可行性。试验结果表明,闭环对准方法与双轴旋转相结合,能够有效估计IMU误差并补偿,比传统的开环卡尔曼滤波对准精度高。     

基于光学微环谐振器的低频水下声压测量方法

为满足低频水下声信号测量微型化、高灵敏和低成本的需求,采用有效折射率法、耦合模理论和时域有限差分方法,设计一种带有单微环谐振器的声压传感结构.低频水声信号向远处传播时产生声压,引起微环谐振器有效折射率变化,通过检测传感器输出端谐振波长的漂移,实现对水声信号的检测.仿真得到声压传感器的灵敏度和探测极限,并分析输出端口的光谱特性.理论分析表明:微环谐振声压传感结构在受到低频水下声压作用时,在0~1 500μPa范围内,每当受到1μPa的声压,谐振波长漂移0.012 nm,最小可测量到10~(-5)nm的有效谐振波长漂移.该结构为制备高灵敏度高集成水听器设备提供理论参考.     

正交各向异性圆柱壳的轴对称和梁式振动分析

文章用Flugge经典壳体理论讨论了正交各向异性圆柱壳的轴对称和梁式振动,分析了壳体参数和材料参数对壳体频率和振型的影响,还讨论了这两种振动与杆的纵向振动、环的平面内振动以及轴对称轴向运动和轴对称径向运动的关系.     

Vibration characteristics analysis of ring-stiffened conical shells based on power series method北大核心CSCD

[目的]旨在利用解析法求解环肋圆锥壳的振动方程,对环肋圆锥壳的振动特性进行理论研究。[方法]首先,对圆锥壳分段处理,将圆锥壳沿母线方向、环向和法向的位移分别写成幂级数解的形式,并推导出幂级数项前系数的递推关系式;然后,采用梁模型模拟不同环肋数对圆锥壳振动响应特性的影响;接着,将圆锥壳分段及其环肋边界条件、位移和内力矩阵进行组装求解,得到在外部简谐力激励下圆锥壳的振动响应特性,并将所得结果与ANSYS有限元数值方法的计算结果进行对比,验证所提计算方法的有效性。最后,运用所提理论方法进行环肋圆锥壳的振动特性分析。[结果]结果显示,圆锥壳安装的环肋可明显抑制圆锥壳的振动,具体表现为响应幅值降低、固有频率升高,且在相同频段内共振峰数量减小;增大壳体厚度会引起壳体振动响应幅值降低以及固有频率升高;此外,增大半锥角、轴线长度和环肋数均可降低环肋圆锥壳的振动响应幅值。[结论]研究表明,所用方法对环肋圆锥壳振动的理论研究具有一定意义。     

圆柱壳结构振动功率流和主动力幅值的控制研究

以输入结构的总功率流和所需主动力幅值为控制目标函数,对输入圆柱壳结构振动功率流的主动控制进行了研究,并分析了几个重要参数对壳体结构振动功率流控制效果的影响.利用导纳函数求解结构响应,构造目标函数为二次型函数形式,利用哈密尔顿二次型最小值理论给出最优控制力前馈控制表达式.     

偶极子源与力激励作用下截顶锥形壳振动与声辐射研究

螺旋桨噪声是舰船辐射噪声的主要组成部分,采用有限长截顶锥形壳模拟潜艇艉部,根据螺旋桨噪声产生机理,对比分析了集中力激励与偶极子源激励下锥形壳产生的辐射噪声,并讨论了激励作用位置对壳体振动与辐射噪声的影响。结论显示力激励作用引起的壳体的振动与声辐射要大于偶极子源作用下的情况;当激励施加在锥形壳体截面的中心位置时,壳体在低频时的振动与声辐射要小于激励施加在截面非对称位置处的情况。     

分舱形式对圆柱壳结构声学性能影响研究

为研究舱壁布置形式对圆柱壳结构声学性能的影规律,文章应用有限元方法对等间距与不等间距分舱圆柱壳模型的振动响应进行了计算,以此为输入可计算获得壳体的均方法向速度级声学传递函数,并在典型频率处应用波数谱分析方法将壳体空间域振动场转换到波数域上,对壳体的振动进行波形分离与量化,分析获得了舱壁等间距布置与不等间距布置圆柱壳在典型激励下的结构声学性能,并解释其机理.研究表明:对垂向激励,圆柱壳不等间距分舱相比等间距分舱具有较好的结构声学性能,但对轴向激励,两者区别不明显.若将不等间距分舱与局部结构补强措施相结合,则可使得圆柱壳在两典型工况下均能获得更优的结构声学性能.     

基于振动测量的加肋圆柱壳中、高频振动预报

复杂结构动态特性问题按频率大小分成低频、中频、高频，对中、高频段采用统计能量法，推导出测点子系统振动能量到壳体表面所有子系统振动能量的传递函数，进而得到壳体表面的均方振动速度级。数值计算通过壳体表面布置的有限测点振动信号作为输入，采用推导出的能量传递矩阵来预报壳体表面均方速度级。与试验结果对比表明，该预报分析方法是可行的和较准确的。     

基于统计能量法的环肋圆柱壳中、高频振动与声辐射性能数值分析

基于统计能量法(SEA)对力激励下的环肋圆柱壳中、高频振动与声辐射性能进行了数值分析,通过与解析法计算结果的对比,证明了利用统计能量法进行圆柱壳中、高频振动与声辐射研究的可行性.重点分析了双层圆柱壳的振动与声辐射性能,得到一些有价值的结论.最后,对比分析了在相同激励力下的单、双层圆柱壳的声辐射性能,双层圆柱壳的外场辐射声压比单层圆柱壳的小.     

不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性研究

采用解析法研究了不同流场中双层圆柱壳层间声振传递特性。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,最后求解双壳体声—流体—结构耦合方程,计算结果用表面振动均方速度级、辐射声功率和辐射效率的形式表示。在数值分析部分,讨论了有限长双层圆柱壳壳间连接形式的变化、壳间及外部流场的变化对其声辐射性能的影响,得到结论是在中低频段,当内壳受激振动,通过外壳向外场辐射噪声时,其主要通道为连接内外壳壳体的实肋板,其次才是环形流场中的流体介质。     

轴系纵振对双层圆柱壳体水下声辐射的影响研究

采用有限元/边界元方法(FEM/BEM)对推进轴系纵振引起的双层圆柱壳水下辐射噪声特性进行研究.使用ANSYS有限元软件建立了流固耦合的有限元模型,计算了流-固耦合状态下结构振动位移响应.利用边界元技术对结构水下辐射噪声特性进行研究,并对推力轴承的布置位置和结构进行了改变,从而改变了激振力的大小及传递途径,对轴系纵振引起的结构水下辐射噪声起到了一定的改善.     

Calculation method of underwater acoustic and vibration response of cabin segment based on onshore vibration test北大核心CSCD

[Objective]This paper proposes a method for calculating the acoustic and vibration response of underwater cylindrical shell structures based on land-based vibration test results.[Methods]An axisymmetric boundary element method (BEM) is introduced to describe the radiation acoustic field of the shell. The relationship of acoustic pressure at the nodal point of the generatrix with velocity is obtained by solving the numerical solution of the boundary element integral equation, then the acoustic radiation impedance matrix of the outer surface of the shell and acoustic transfer vector (ATV) are constructed. Based on the assumption that the low-order vibration mode of an underwater cylindrical shell is the same as that of an onshore cylindrical shell, combined with the modes and acoustic radiation impedance matrix of an onshore cylindrical shell, the modal added mass and damping are calculated. [Results]The natural frequency calculation formula of the underwater cylindrical shell is established on the basis of the onshore mode, and the calculation method of underwater vibration response and acoustic radiation characteristics with the vibration response in air as input is obtained based on mode superposition method.[Conclusion ] The numerical results of a typical cylindrical shell with internal structure show that the method meets the engineering accuracy requirements. © 2023 Chinese Journal of Ship Research. All rights reserved.