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.     

舰船智能结构动态特性的实验研究

振动是存在于船体结构中的一个普遍现象，它所带来的危害一直为人们所关注。根据振动主动控制原理，建立了以压电陶瓷作为执行器和传感器的甲板振动主动控制模型；利用ANSYS软件对建立的实验模型进行了有限元压电耦合动力学数值计算，确定了压电作动器和传感器在受控结构中的布置位置；搭建物理实验平台，开发了基于滤波后—xLMs控制算法的单输入多输出的振动自适应主动控制系统，在使用模拟滤波器的基础上，对所采用的实验模型进行筒谐及随机扰动下振动主动控制的物理实验研究。实验结果表明，通过控制甲板结构的边界，从而有效控制其振动情况的方法是可行的。这为微小型航行体减振降噪提供了一条新的途径。     

大型集装箱起重机翘翘梁式减震方法研究

提出了一种适用于大型岸桥减震的翘翘梁减震装置,通过建立岸桥无控结构和安装该减震装置的数值模型,采用非线性时程分析方法,分析了结构的地震响应,并与斜撑式减震方法进行了对比。研究结果表明,翘翘梁式减震装置能明显提高岸桥结构的抗震性能,减小岸桥结构的位移响应;相比其他减震方法而言,翘翘梁式减震装置对岸桥结构的振动控制效果最为明显,其减震率可以达到61%。     

基于舰船振动信号激励下压电智能梁振动主动控制

为研究舰船结构振动主动控制有效方法,采用线性二次型独立模态空间控制法设计控制器,对舰船振动信号激励下压电智能梁的振动进行主动控制。基于Hamilton原理建立压电智能结构的有限元模型,并利用精细积分法计算前3阶模态的位移响应。编制了相应的计算机程序,对舰船振动信号激励下梁结构的振动进行主动控制数值仿真。由仿真结果可见,控制可以有效地实现,为舰船结构振动主动控制提供理论基础。     

基于主动推力平衡原理的轴系纵向减振技术研究

针对轴系纵向振动引起的船舶尾部振动噪声问题,提出基于主动推力平衡原理的轴系纵向减振方法,设计了轴系纵向减振结构,通过试验研究了该结构的刚度特性,并对比分析了应用纵向减振结构前后轴系纵向振动特性。结果表明,提出的基于主动推力平衡原理轴系纵向减振方法,可有效化解减振结构低动刚度和高静刚度之间的矛盾,有利于桨轴系统纵向振动控制向低频范围扩展;应用基于主动推力平衡原理的纵向减振结构后,轴系纵向振动控制效果明显。     

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.     

水下圆柱壳振动与声辐射低频等效计算方法

为了提高水下大长径比圆柱壳低频振动响应和辐射声功率的计算效率,该文提出了一种用水下梁模型等效计算的方法。该等效模型基于欧拉梁理论,采用附加水质量近似流固耦合作用,通过计算梁的等效杨氏模量系数,使其与圆柱壳的梁式弯曲振动模态对应。计算表明,对大长径比简支圆柱薄壳（L/a＞20）,等效梁杨氏模量系数主要取决于结构长径比,而厚度对其的影响甚小。文中还给出了不同长径比圆柱壳前五阶模态频率的等效杨氏模量系数曲线,利用梁模型并结合此曲线,可准确预报水下圆柱壳低频域辐射声功率和圆柱壳的梁式弯曲振动模态。     

M舰尾部减振设计和计算分析

Ｍ舰在设计阶段，除了自身结构优化设计外，采取了多种减振措施，主动控制船舶结构振动响应量级，以达到预期目的，并对尾悬体的计算结果进行了分析。     

压电类船舶智能结构动态特性分析

振动是存在于船体结构中的一个普遍现象,它所带来的危害一直为人们所关注.文章根据振动主动控制原理,建立了以压电陶瓷作为执行器和传感器的甲板振动主动控制模型,通过控制甲板的边界,达到减振的效果.利用结构动态特性灵敏度分析相关理论,进行了试验模型结构模态参数特征向量灵敏度分析,确定了压电陶瓷驱动器在施加控制后结构阻尼、刚度的变化对振型变化的影响程度.计算结果表明试验模型结构振动位移的减小主要取决于压电陶瓷驱动器所引起的结构阻尼变化.     

振动控制在土木工程中的应用探讨

结构控制按是否需要外部能源和激励以及结构反应的信号,可以分为被动控制、主动控制、混合控制和半主动控制。本文简单介绍了这几种控制方法并比较了这几种方法的优劣;指出结构振动的智能控制成为国际振动控制研究的前沿领域;并说明结构振动控制研究在土木工程中的实际应用;最后指出结构振动控制领域有待进一步解决的问题。     

敷设阻尼材料双层壳体低阶模态声辐射性能分析

主动控制系统最适用于控制低频谐波噪音。本文研究的是流场中敷设阻尼材料的有限长加筋双层圆柱壳的低阶模态声辐射性能，壳体的振动用Fligge壳体方程来描述，通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上，采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件推导出声一流场一结构的耦合振动方程，然后采用相应的求解方法进行求解。理论结果用辐射声功率和表面振动均方速度级的形式表示。数值计算结果表明低阶模态对壳体声辐射起着主要作用。作者亦详尽讨论了阻尼材料物理性能对壳体低阶模态声学性能的影响，这对壳体振动和噪声性能主动控制有着重要的实用价值。     

基于辐射声压反馈的结构极点配置研究

提出了基于声压反馈的结构振动声辐射主动控制的极点配置方法.该控制方法所使用的传声器不作为误差传感器,而是将所测得的声压信号作为反馈信号来对结构实施主动控制.以空气中平板结构为例,进行了数值仿真研究,结果表明,通过使用复数增益基于声压反馈可以配置结构的固有频率和阻尼比,从而实现基于声压反馈进行结构振动声辐射主动控制的目的.     

海洋平台的振动试验方案及其模型设计

针对海洋平台的振动具有低频、高幅的特点，提出了振动主动控制的试验方案。振动主动控制可改善台上人员的工作条件、提高生产效率、延长海洋平台及台载机械使用寿命，已成为提升海洋平台综合性能的潜在技术手段。该试验装置包括振动试验模型、激振器、作动器、主机及DSP板、低通滤波器、信号放大器等。根据对海洋平台的类型、特点及振动控制研究的分析，设计了用于海洋平台振动主动控制试验的两个模型，一个用于研究水平面两个方向的振动，另一个用于研究纵向振动。海洋平台振动试验模型采用柔性较强的材料，支架模型采用刚性较强的槽钢。对于第一个模型进行了必要的强度和刚度计算。设计的模型可用于海洋平台的概念性振动主动控制试验，对海洋平台的振动主动控制提供理论指导。     

智能舰船机械设备主动减振系统设计

船舶柴油主机的振动不仅会产生噪声,还会导致船舶机械结构的疲劳破坏,因此必须要采取相应的措施,降低船舶柴油主机的振动。相对于传统的被动振动控制,主动振动控制具有更高的自适应性和灵活性,减振效果更加明显。本文主要介绍一种基于DSP控制的船舶柴油主机主动控制系统,并通过ANSYS有限元模态分析对该主动振动控制系统的性能进行仿真。     

舰船动力装置振动主动控制技术研究

振动主动控制技术是有效抑制低频振动,提高舰船隐蔽性和安全性、改善工作环境的有效手段.本文阐述了哈尔滨工程大学近年来针对舰船动力装置所进行的研究工作和取得的研究成果.主要内容包括舰船主机及其动力装置主动隔振技术研究;舰船辅机--海水泵主动隔振技术研究;动力装置主动吸振技术研究;舰船结构主动消振技术研究.     

海洋平台结构振动控制研究综述

海洋平台结构的振动将会影响工作人员的身心健康,导致结构疲劳和破坏,降低平台的实用性、生存性以及可操作性,给海上油气顺利开采带来一系列的威胁。本文主要对海洋平台结构振动控制的研究和应用现状做了简要的介绍,并重点介绍了被动控制、主动控制以及半主动控制技术。最后提出了海洋平台结构振动控制存在的一些问题。     

圆柱壳体振动主动控制中作动器的优化配置

结构振动的主动控制不仅取决于控制器中控制律的设计,还取决于作动器在结构中的作用位置,作动器的合理布置能有效抑制结构振动低频范围内的响应。文章以圆柱壳体为研究对象,基于离散系统可控可观性准则,提出了基于粒子群算法优化作动器作用位置的设计方法,并通过实验加以验证。实验结果表明,粒子群算法可应用于圆柱壳体中作动器作用位置优化设计的问题,在振动主动控制实验中能取得良好的控制效果。     

压电层合柔性梁振动主动控制

智能材料因其低质量、宽频带和强适应性等特点,在柔性结构振动主动控制方面有了极大的应用.基于Mindlin一阶剪切变形理论,考虑机电耦合作用,推导了含电势自由度的4节点四边形压电层合板/壳单元的有限元列式,并对含压电层的典型柔性结构的动力特性进行了分析.采用精细积分法计算结构的状态空间响应,用线性二次型调节器( LQR)方法设计输出反馈控制器,实现了压电层合柔性梁的振动主动控制.     

一种结构变频率特性主动控制方法

本文基于神经网络控制算法,研究了结构变频率特性主动控制方法,构建了控制系统整体框架,推导了整个控制系统的算法。同时,搭建了悬臂壳结构变频率特性主动控制实验台,利用附加在悬臂壳结构上的激振器,进行壳体表面多个位置的振动控制即结构变频率特性主动控制,从而完成与目标预设频谱的逼近,实验证明了该方法的可行性。     

推进轴系纵向振动主动控制技术综述

螺旋桨激励力引起的桨-轴-艇耦合系统低频振动为舰船声辐射的主要组成之一,一般难以有效抑制,已成为制约舰船声隐身性能提升的重要问题。目前抑制舰船低频振动声辐射的有效手段是减小螺旋桨激励力通过轴系向艇体传递,而主动控制由于在低频振动控制方面具有较强的优越性,自然地成为一条重要的新途径,为此急需开展轴系纵向振动主动控制相关技术研究。本文详细总结了国内外舰船轴系纵向振动产生机理、控制方案及主要差距,论述了轴系纵向振动主动控制基本原理与建模方法,首次系统阐述了适合工程应用的轴系纵向振动主动控制策略及自适应算法,给出了轴系纵向振动主动控制试验验证案例,结果表明主动控制效果明显,并基于现有研究成果对舰船轴系纵向振动主动控制技术未来的发展方向提出建议,为解决舰船低频振动声辐射问题提供参考和指导。