基于自适应方法的轴系纵振主动控制研究

推力轴承基座是螺旋桨纵向激励向船体传递的主要路径。针对推进轴系纵振控制问题,建立螺旋桨-轴系-推力轴承基座耦合振动模型,采用四端参数法求解模型干扰通道与控制通道的频响函数,并通过数值仿真分析主动控制效果。结果表明,在推力轴承基座上施加纵向控制力,自适应控制策略能使推力轴承基座纵向振动得到有效控制。将作动器对称安装于推力轴承基座,通过作动器输出力抵消干扰激励的影响。实验结果表明,控制方法能有效抑制推力轴承基座的纵向振动,100 Hz内的功率谱峰值下降90%左右。     

含电磁轴承的推进轴系横向振动特性研究

推进轴系振动通过轴承基座激发壳体结构,从而引起结构辐射噪声。针对推进轴系横向振动控制问题,提出采用电磁轴承抑制支承振动传递的方法。建立了包含电磁轴承的轴系动力学模型以及相应的轴系横向振动计算方法,分析了电磁轴承等效刚度对轴系振动特征和振动传递的影响规律,从理论上说明了电磁轴承用于刚度控制的可行性。仿真结果表明,轴系横向振动频率随电磁轴承刚度变化而变化,通过改变含电磁轴承的支承等效刚度,可调节轴系在不同转速下运行时的力传递特性,减小螺旋桨振动通过轴系向壳体传递。     

基于立方体STEWART的微振动主动控制分析与实验

采用立方体结构隔振平台,它具有各向同性以及轴向运动解耦等特点。对立方体Stewart平台分别进行运动学和动力学分析,获得杆长与平台姿态的雅克比矩阵,揭示平台振动传递特性。采用压电叠堆为主动控制单元,设计立方体Stewart主动隔振平台,并通过实验测定平台主动杆在5~120Hz频带内的输出特性,通过实测数据修正理论分析得到的雅克比矩阵。结合Fx-LMS主动控制算法,对基础干扰进行主动抑制,实验结果表明,在5~120Hz范围内,对于单频干扰,平台可实现30 dB抑制效果。     

波纹环阻尼减振效果的理论分析

以导弹发动机的波纹环弹性支承为例，推导出双层分段挤压油膜的阻尼的计算公式，分析了波纹环的阻尼作用对发动机系统的减振效果。表明使用此类支承能力幅度抑制发动机的振动。     

基于信号时频分解的模态参数识别

给出了基于响应信号Gabor展开与重构的模态参数辨识的时频分析方法。通过响应信号的展开与重构，单频特征振动可从复杂的响应信号中分离出来，由它些特征振动信号可进一步提取系统物模态振动参数。论述了频率、阻尼和特征振型的估计方法以及估计方法对系统响应信号的特殊要求。此方法可适用于平衡、非平衡的响应信号，且无需输入信号，属于环境激励下的一种参数辨识方法。仿真结果说明明频展开与重构方法是模态参数辩识的有效手段之一。     

自适应振动控制中的输出饱和抑制

针对结构振动的自适应控制,讨论控制器输出饱和的影响并给出相应的抑制方法。在跟踪滤波和滤波X LMS(FXLMS)方法的基础上,通过引入Sigmoid函数并进行自适应控制器权系数的约束优化来获得权系数的调整规律,使控制器输出快速脱离饱和区,而且被控对象的振动以更快速度衰减。通过数值仿真研究一个试验系统的自适应控制器的饱和非线性及其抑制效果,结果表明所提方法能够有效地抑制输出饱和的影响,显著改善自适应控制器的性能。     

网结构隔振特性的理论与实验研究

针对航天器微振动高性能隔振的特殊要求,提出一种基于网结构的新型隔振方法,对由振源-网结构-弹性边界构成的耦合系统进行了振动建模与分析。对于网结构,采用子结构导纳综合法建立其模型,获得了垂直于网面的频域振动方程;对于边界梁,采用弦-梁单向耦合,将动态张力沿垂直和水平方向分解,得到振动响应的完整描述。在此模型基础上,分析了耦合系统的振动传递特性。为验证理论的正确性,设计并搭建了网结构微振动实验台。结果表明,网结构平台具有良好的被动隔振效果,在较宽的频段内,可以实现20dB以上的振动衰减。     

《微振动平台振动控制的仿真与实验研究》

通过对称布置的电磁作动器实现微振动平台的微振动控制。建立微振动平台的数学模型,采用自适应方法对平台的振动控制进行数值仿真,并用实验控制微振动平台的振动。仿真与实验结果表明能够抑制平台微振动能够得到抑制。     

时频分布与FRFT在环境激励下模态参数辨识中的应用

将时频分析方法和分数阶傅里叶变换(FRFT)方法相结合,在环境激励下进行模态参数辨识,可弥补单纯时域或频域方法的不足.将时频分布中的Gabor展开用于识别系统固有频率和阻尼比,各通道响应信号的自相关函数在一定程度上可以减小噪声干扰,增强信号的能量分布,有助于参数的识别.利用FRFT,根据信号在时频面内的旋转角度和脉冲峰值出现的位置可估计激励信号.通过对一个三自由度振动系统仿真结果说明,将FRFT与时频分布的Gabor展开相结合,可以很好地从响应信号中辨识出模态参数和激励信号,为辨识环境激励下的系统模态参数提供了很好的途径.