基于一种滤波-误差算法的主动隔振技术

针对船载动力机械隔振降噪问题,本文将多通道的滤波-误差信号主动控制算法应用于主动隔振系统,采用子结构导纳方法建立基于导纳矩阵的双层隔振系统主动控制的次级通道模型。在一种改进的滤波-误差信号算法的基础上,利用实验得到的双层隔振系统的次级通道辨识数据构建出新的误差滤波器,并进行主动控制算法仿真。仿真结果表明,通过合理的构建误差滤波器,采用改进的滤波-误差信号主动控制算法的主动隔振系统对于周期激励具有较好的隔振效果。     

船舶机械低频线谱振动传递的主动控制

针对船舶机械振动的低频线谱主动控制,文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器,分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性,推导了磁悬浮主被动隔振系统运动方程和系统稳定性影响因素;研制了满足船舶应用要求、具有冲击摇摆适应能力的磁悬浮-气囊主被动混合隔振器。采用收敛快速的窄带多通道Fx-Newton算法,并针对线谱频率波动时的控制鲁棒性,提出了窄带滤波相位差的自适应补偿环节。在船用200 kW柴发机组上进行了主被动混合隔振实验,未开启线谱控制时,可获得>32.8 dB的宽频隔振效果;控制开启后,可进一步有效衰减传递到基座的多根线谱振动,并且在柴发机组的转速波动工况下依然能实现快速收敛、稳定和高效控制。该主被动混合隔振系统可满足船舶机械低频线谱控制的工程实用要求。     

船舶机械低频线谱振动传递的主动控制（英文）

针对船舶机械振动的低频线谱主动控制,文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器,分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性,推导了磁悬浮主被动隔振系统运动方程和系统稳定性影响因素;研制了满足船舶应用要求、具有冲击摇摆适应能力的磁悬浮-气囊主被动混合隔振器。采用收敛快速的窄带多通道Fx-Newton算法,并针对线谱频率波动时的控制鲁棒性,提出了窄带滤波相位差的自适应补偿环节。在船用200 k W柴发机组上进行了主被动混合隔振实验,未开启线谱控制时,可获得32.8 d B的宽频隔振效果;控制开启后,可进一步有效衰减传递到基座的多根线谱振动,并且在柴发机组的转速波动工况下依然能实现快速收敛、稳定和高效控制。该主被动混合隔振系统可满足船舶机械低频线谱控制的工程实用要求。     

块处理的变步长自适应振动主动控制方法

针对振动主动控制次级通道的时变特点和在线辨识次级通道算法中各通道相互影响,导致控制效果不佳的问题,提出一种基于块处理的变步长自适应振动主动控制方法。根据参考信号和期望信号的功率变化对次级通道辨识和振动控制进行块处理的在线调整步长,排除异常信号干扰,进一步提高辨识精度与速度。仿真结果表明,与原算法比较,该算法的辨识速度和精度均能提升近10%,系统在控制环境突变下能提前近一半时间完成收敛。以单层隔振平台为控制对象对本算法进行实验研究,结果表明,该算法对单层隔振平台的振动响应有较好的控制效果,验证了该算法在实际控制中的有效性。     

磁悬浮隔振器的自寻优前馈控制

以船舶的振动主动控制为背景,基于自行研制的磁悬浮隔振器,提出了前馈控制的主动隔振方案,设计了对控制器参数在线自寻优的算法.该算法能够用于具有非线性特性的磁悬浮隔振器,并且不需要建立主动力到控制目标点的通道模型.在磁悬浮隔振系统上的实验结果表明,该控制算法取得了良好的减振效果,并且当系统受到扰动后,能够实现寻优过程的自动启动.     

圆柱壳体内主被动隔振过定控制系统试验研究

本文研究了以圆柱壳体为基础的主被动隔振系统,改进了多通道窄带Fx-Newton算法以适用于误差传感器数目多于作动器数目的过定控制系统,开展了振动线谱控制试验.结果发现:采用误差传感器数目等于作动器数目的控制系统,基座和圆柱壳体的控制效果在某些频率不统一;而采用过定控制系统,能更有效地降低基座和圆柱壳体的振动线谱,提高全局控制效果.     

基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构

[目的]旨在解决现有主动隔振系统集中式控制架构可靠性低、抗风险能力弱、实时性低的问题,结合隔振系统与边缘计算研究现状,设计一种基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构。[方法]首先,分析集中式与分布式控制方法的特点;然后,对控制系统整体架构进行研究,设计系统的层次结构与整体架构,将其划分为云、边和端3个层次,并详述各层的架构设计与联系;最后,设计实验平台,通过实验测试系统的可靠性和实时性。[结果]结果表明,所设计的系统架构在突发状况下依然正常运行、稳定可靠,可将时钟同步偏差缩小到1μs,提高了系统实时性。[结论]该系统架构设计合理、高效,可有效提升隔振系统的可靠性、抗风险能力和实时性。     

双层隔振主动控制仿真及误差通道辨识研究

以电磁式吸振器为振动主动控制执行机构,设计搭建了一套双层隔振主动控制模拟实验平台,并对实验平台总布局以及每个部件的选型和优化配置进行理论概述。本文通过Matlab利用x-LMS算法完成了主动控制的仿真工作,并在实验平台进行了道误差辨识实验。通过分析比较在不同频率下的所得实验结果,证明了该实验平台的实用性。     

双层隔振系统单神经元自适应PID控制器

通过推导双层隔振主动控制系统的力传递率，分析了反馈信号的选择对力传递率的影响，指出了双层隔振PID主动控制系统应采用速度或加速度作为反馈控制信号。在此基础上采用单神经元PID控制器对双层隔振系统进行了主动控制仿真，表明该方法对双层隔振系统进行主动控制的可行性，提高了双层隔振系统的隔振能力。     

梁振动的主动控制技术研究

以船舶辅机的梁式隔振结构为对象,运用模态分析方法和自适应算法,推导并分析了梁式结构振动主动控制的基本原理和方法.在此基础上,应用单片机技术在梁模型上实现了振动主动控制系统,取得了良好的效果.     

振动反馈主动控制的功率流计算方法研究

功率流是评价隔振效果的有效指标之一,但是如何计算主动隔振中的功率流实用方法仍然有限.有限元是工程上实用的方法,文中提出了在有限元分析基础上实现反馈控制的丰动减振的功率流计算方法,并举例验证了计算方法的有效性.在此基础上还给出了优化设计方法,可作为主动控制设计参考.     

遗传算法在船舶动力机械混合隔振系统优化设计中的应用

阐明了混合隔振问题的实质就是综合被动隔振系统和主动控制系统的多目标联合优化设计.运用子结构导纳综合法分析了应用混合隔振技术的双层隔振系统的功率流传递特性.采用遗传算法对混合隔振系统进行了优化设计,并作了数值仿真.     

Adaptive vibration isolation system for diesel engine

An active two-stage isolation mounting, on which servo-hydraulic system is used as the actuator (secondary vibration source) and a diesel engine is used as primary vibration source, has been built. The upper mass of the mounting is composed of a 495 diesel and an electrical eddy current dynamometer. The lower mass is divided into four small masses to which servo-hydraulic actuator and rubber isolators are attached. According to the periodical characteristics of diesel vibration signals, a multi-point adaptive strategy based on adaptive comb filtered algorithm is applied to active multi-direction coupled vibrations control for the engine. The experimental results demonstrate that a good suppression in the effective range of phase compensation in secondary path (within 100Hz) at different operation conditions is achieved, and verify that this strategy is effective. The features of the active system, the development activities carried out on the system and experimental results are discussed in the paper.     

船舶避振穴隔振特性研究

避振穴是一种减小船舶尾部振动的重要装置,本文采用基于橡胶材料超弹性和空气压缩性的非线性有限元方法对其进行数值模拟和隔振特性分析。选取Mooney-Rivlin模型对橡胶材料非线性特性进行模拟,建立气体单元模拟加压空气,对一个独立密闭气室结构进行充气过程模拟和振动响应计算,分析气室深度、初始气压和橡胶板厚度等参数对其隔振特性的影响。将避振穴应用于实船尾部模型,验证其对螺旋桨激振力的隔振效果。计算结果表明,避振穴对于船舶尾部减振具有显著效果,但需要留意其在低频共振区引起的响应增大情况。     

四转子机械作动器主动消振法

利用机械作动器进行主动消振是船舶振动控制领域的一项新技术．文章首先介绍了一种新型机械作动器-四转子机械作动器的工作原理;然后从主动消振理论出发,结合机械作动器的实际需要,提出了一种机械作动器最优相位和偏心距的解析计算方法-调相解析法．配合机械作动器的使用,可以使主动消振系统获得较好的消振效果．     

舰船刚性阻振质量基座中频振动特性研究

有限元与统计能量混合法(FE-SEA)将计算低频响应的有限元法(FEM)与计算高频响应的统计能量法(SEA)结合起来,有效解决了FEM计算量大而SEA计算不准的中频域问题。提出在舰船弹性基座中引入刚性减振器,即在舰船基座与船体结构连接部位布设刚性阻振质量,并采用基于FE-SEA混合法的VA One软件对舰船刚性阻振质量基座的中频振动特性进行了研究。结果表明,刚性阻振质量对中高频结构噪声可起到明显的隔振作用,而对低频结构噪声的减振效果则不明显,甚至没有减振效果,这对刚性阻振技术在实艇基座减振降噪设计中的应用具有一定的实际工程价值。     

基于能耗经济性指标的主动隔振系统优化设计

根据经济性的含义定义主动隔振系统的能耗经济性指标,在此基础之上以单自由度隔振系统为对象,讨论传统隔振性能指标与能耗经济性指标的关系,并基于经济性指标对隔振系统进行优化设计,优化结果表明该方法不仅能取得满意的隔振效果,而且可节约控制能量。