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基于遗传算法参数优化的浮筏主动隔振系统模糊控制研究
| 论文题名： | 基于遗传算法参数优化的浮筏主动隔振系统模糊控制研究 |
| 关键词： | 浮筏主动隔振;系统辨识;模糊控制;遗传算法;舰艇工程 |
| 摘要： | 动力设备运行产生的振动是舰艇的主要机械噪声源，严重影响舰艇的隐身作战能力。隔振技术能够抑制动力设备传递到舰艇舱体结构上的能量，是舰艇减振降噪的重要手段之一。尤其是浮筏主动隔振技术拥有被动浮筏“质量效应”、“调谐效应”和“混抵效应”的特性，以及主动隔振良好的自适应性、低频隔振效果好的优势，获得了广泛的研究。振动主动控制策略是浮筏主动隔振的关键技术之一，采用有效的控制策略设计的控制器可调节作动器的输出,使其输出的主动力与激励源生成的干扰力反向抵消,以实现隔离振动的目的。 浮筏主动隔振系统本身是个结构复杂，强耦合的系统，数学建模和控制很困难。反馈控制可针对各种干扰引起的被控量变化进行控制，可有效抑制舰船动力设备产生的周期性或近似周期性扰动。传统的控制策略对被控对象的线性化模型依赖性较高，在浮筏主动隔振系统上的应用会受到极大的限制。模糊控制作为一种智能化反馈控制方法，源于工作人员经验或专家知识，在设计时不依赖于被控系统的精确数学模型，可为复杂的浮筏系统的主动控制提供智能化的路径。 首先，针对浮筏主动隔振系统的特点，采用最小二乘系统辨识法获得了浮筏系统的两输入两输出的离散传递函数模型，并检验了模型的频域拟合度以及模型的零极点分布，频域拟合度高于90%，且极点分布在单位圆内，模型能准确描述浮筏主动隔振系统在0~80Hz范围内的动态特性。其次介绍了浮筏主动隔振模糊控制基本理论，为浮筏主动隔振系统的模糊控制仿真和实验奠定理论基础。 然后，采用设计的常规模糊控制器进行了浮筏隔振系统单频干扰、双频干扰和窄带干扰的控制仿真。接着，针对模糊控制器的部分缺陷，引入遗传算法，采用实整数混合编码的方法同时优化糊控制器的量化因子、比例因子和控制规则，结果表明基于遗传算法参数优化的模糊控制器的振动抑制效果优于常规模糊控制器的振动抑制效果。 最后，在浮筏隔振实验台上进行了基于遗传算法参数优化的模糊控制实验，包括单输入单输出和两输入两输出控制实验，实验结果表明，优化后的模糊控制器能有效抑制单电机振动和双电机振动产生的扰动信号以及窄带扰动信号，主频处的加速度幅值衰减大都在30%以上。 |
| 作者： | 于传超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 宋春生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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