基于多自由度控制的主被动隔振器研究

船用大型动力装置运行时所产生的线谱振动是水下辐射噪声产生的重要原因之一,通常在振源设备与船体安装基座之间采取隔振措施,抑制宽频带振动的传播。针对隔振系统振动传递路径复杂而难以有效控制的问题,在功率流传递特性分析的基础上提出一种新型主被动隔振器,在被动隔振的基础上通过主动控制进一步衰减线谱振动通过隔振器的传递。该隔振器具有多自由度振动传递控制的特点,可避免通常存在的振动传递路径切断不彻底的弊端。该研究对隔振器的静态特性、动态特性以及主被动隔振效果进行了分析和测试,仿真及试验结果均表明,通过结合加权误差反馈自适应控制算法和多自由度同步控制,主被动隔振可显著抑制弹性基础在300 Hz内的线谱振动。

新型橡胶-电磁复合主被动隔振器研究

船舶动力设备是船舶振动噪声的重要来源,其运行过程中产生的宽带和低频线谱振动对舱室噪声和水下辐射噪声具有重要影响。针对船用动力设备质量大、振动强的特点,提出一种结构紧凑的低频橡胶隔振器与线性电磁作动器复合的主被动隔振器,并分别对被动隔振器的静态承载能力、电磁作动器的驱动力以及主被动隔振效果进行了仿真分析和测试。结果表明,橡胶隔振器可承受15 t载荷,具有线性刚度,电磁作动器力常数可达72 N/A,与频域加权的干扰重构Fx-LMS控制算法相结合,能大幅抑制300 Hz以内的线谱振动,主被动联合隔振效果优异。

船用主被动混合隔振器的自适应控制研究

为了有效隔离舰船动力机械产生的低频线谱,本文基于电磁橡胶液压一体化主被动混合隔振器,开展混合隔振器的自适应控制研究。首先,将小波包自适应控制算法与Hartley域块算法相结合,提高控制系统的收敛速度;其次,分析块算法中时滞现象对控制系统的影响,并提出时滞在线估计与预测补偿算法,改善控制系统的控制精度,同时对时滞补偿算法的可行性进行仿真分析。实验结果表明,所提出的改进自适应控制算法能够很好地应用于主被动混合隔振器,有效隔离低频线谱。

磁悬浮-气囊主被动混合隔振器力学特性及主动隔振实验研究

低频线谱的有源控制是减振降噪中的重要技术,在对磁悬浮-气囊混合隔振器理论研究与有限元仿真的基础上,设计了专门针对混合隔振器的测力工装夹具,进一步对混合隔振器进行了主动控制力实验研究,得出混合隔振器输出力特性。在实验的基础上针对机械线谱振动,提出一种基于力为误差信号的主动控制方法,并进行实验验证。实验结果表明:在以力为误差信号下,对主被动混合隔振平台传递力的低频线谱控制效果好,并可显著降低主动控制实验平台的低频线谱振动。

一种悬臂梁组合几何非线性结构准零刚度隔振器研究

为拓宽被动隔振器的隔振频率范围,实现低频甚至超低频隔振,研究了一种由负刚度机构与线性弹簧并联构成的准零刚度隔振器,其中负刚度机构由悬臂梁组合几何非线性结构构成。建立隔振器的静、动力学模型,得出了隔振器的恢复力-位移、刚度-位移曲线;分析隔振器在力激励下的幅频响应特性和稳定性,得出了阻尼及激励幅值对其隔振性能的影响规律。设计搭建机械式振动实验装置,对隔振器进行试验研究。理论分析及实验结果表明,在相同静态承载力下,所设计隔振器较对应线性隔振器,隔振频带更宽、隔振性能更优。本研究为准零刚度隔振器的设计提供了新的思路。

电磁液压主被动复合隔振器动力学特性及算法研究

针对舰船机械设备存在的低频线谱振动,设计了一种电磁作动器与液压悬置结构有效并联的电磁液压主被动复合隔振器。该复合隔振器利用电磁作动器输出力抑制低频线谱振动,液压悬置结构隔离宽频振动且实现了对电磁力的有效放大,具有占用空间小、承载能力大、输出力大等优点。对主被动复合隔振器电磁和液压悬置部分进行了建模分析,提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法,保证了滤波器权系数正确收敛。开展了多线谱激励的多通道主被动隔振控制实验,结果表明该主被动复合隔振器对3根线谱取得平均35.12,39.51和38.35 dB的衰减,控制效果显著。

一种新型主被动一体化隔振器设计及特性试验研究

针对舰船上机械设备产生振动从而影响声隐身性能的问题,对振动主动控制中的执行机构展开研究。针对舰船上设备体积大、振动强等特点,设计并制造了一款体积小、出力大、结构紧凑的主被动一体化隔振器,并进行了特性试验及分析。结果表明:该款隔振器最大输出力可达700N,非线性度为-2%~2.5%,具有较高输出力与良好输入电流线性度。

机械加工设备中隔振器的设计方法及性能分析

在机械加工,振动设备生产,不仅严重影响加工表面粗糙度等相关设计尺寸,并可能导致损害身体和精神伤害的加工设备操作人员。因此,有必要进行机械加工设备的减振研究,它的主要内容是国内外目前研究的动态。本文主要研究被动隔振器的评价及其性能分析,并提出了具体的隔振设计步骤。