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双层主动隔振系统反馈控制技术研究
| 论文题名： | 双层主动隔振系统反馈控制技术研究 |
| 关键词： | 船舶振动;机械设备;双层隔振系统;反馈控制;幅值相位补偿算法 |
| 摘要： | 船舶动力机械设备运行过程中产生的振动和噪声尤其是低频振动噪声会严重影响舰艇声隐身性能及其自身声呐的探测能力，主动减振技术已经成为舰船机械设备低频振动控制的有效手段。机械设备主动减振系统常采用前馈类控制算法，这类算法对线谱有很好的控制效果，但需要找到合适的与被控振动信号相关的参考输入信号。本文针对双层主动隔振系统提出一种幅值相位补偿的反馈算法，该算法只以被控制振动信号作为输入，无需额外的参考输入信号。并设计了一套结构简单、易于实现、稳定可靠的双层主动隔振反馈控制系统，进行了主动隔振的仿真和试验研究。 该双层主动隔振反馈控制系统在原有的实验室双层主动隔振台架基础上，针对原有台架的缺陷进行改造，并集成了信号滤波器和功率放大器，采用dSPACE作为控制器。通过在软件中构建控制模型，写入相关算法并编译至dSPACE，从而完成了整个双层主动隔振反馈控制系统的设计。 所提的幅值相位补偿反馈控制算法借鉴了内模控制的思想，通过对误差通道进行离线辨识，在控制器中还原期望信号并对其进行幅值相位补偿以抵消误差通道对控制器输出信号幅值相位的影响，使得误差响应点处的信号与期望信号等幅反相从而相互抵消，达到振动主动控制的目的。通过仿真软件，针对单频激励、变频激励及多频激励等多种工况对双层主动隔振反馈控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明所提的幅值和相位反馈控制算法在单频激励下达到9dB到40dB的主动减振量;多频激励下的控制效果虽不如单频激励下的控制效果但依然有着很好的控制效果，且能够适应连续变频激励的复杂工况;变频激励下的控制效果和单频激励时的控制效果接近。 在仿真研究的基础上进行了双层主动隔振反馈控制系统调试及试验验证。通过对算法逐级分解、分别验证，最后验证了完整的控制算法。随后针对双层主动隔振台架进行了不同幅值和不同频率激励工况下的主动控制试验，试验结果表明本文研制的双层主动隔振反馈控制系统具有良好的控制效果，单频激励下主动减振量达到26.9dB～56.1dB。 |
| 作者： | 文浩宇 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 杨铁军;府晓宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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