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船舶轴系横向振动多通道自适应控制策略研究
| 论文题名： | 船舶轴系横向振动多通道自适应控制策略研究 |
| 关键词： | 船舶轴系;横向振动;主动控制;自适应滤波;Fx-LMS算法 |
| 摘要： | 船舶推进轴系是船舶不可或缺的动力组成部分，其稳定性和可靠性对船舶安全至关重要。船舶轴系在运行状态下的横向振动，将会引起船体其他设备的异常振动、轴承磨损过快、轴系系统零部件断裂等事故，严重威胁船舶运营安全。因此，控制船舶推进轴系横向振动，对船舶推进轴系和船体振动控制及船舶适航性和安全性能提升具有重要工程意义和研究价值。 本文依托“基于分布式监测系统的轴系振动主被动控制技术研究”重点实验室基金项目，以某船舶推进轴系为研究对象，在了解国内外相关研究现状的基础上，依据振动控制理论、自适应滤波及Fx-LMS算法，研究了适用于船舶推进轴系横向振动的主动控制策略，建立船舶推进轴系多通道振动主动控制模型并利用采集到的相关数据进行了仿真分析。针对仿真结果中的不足进行了控制策略的优化，最后通过试验验证了船舶推进轴系横向振动主动控制策略的有效性。论文主要研究内容如下： （1）船舶轴系振动主动控制系统及算法分析。分析了振动主动控制原理、控制算法、控制系统及其实现方法，重点探讨了适合船舶推进轴系横向振动主动控制的滤波器结构和自适应算法。 （2）船舶轴系横向振动主动控制策略研究。分析船舶轴系横向振动特性和控制模型，针对轴系横向振动特性，提出一种用于降低船舶轴系横向振动的主动控制策略。该策略利用随机白噪声方法对次级路径进行离线辨识，然后采用多通道Fx-LMS算法结合电磁作动器对轴系横向振动进行振动主动控制仿真。 （3）船舶轴系横向振动主动控制策略优化研究。针对上述控制策略中次级路径不均衡的问题进行分析，提出在离线辨识环节后添加对次级路径进行次级路径特征值均衡处理，达到控制策略优化目的。通过数值仿真分析策略优化前后的控制效果。 （4）船舶轴系横向振动主动控制平台搭建及试验研究。为验证船舶推进轴系横向振动控制策略控制效果，搭建了船舶推进轴系横向振动主动控制试验台架，进行轴系横向振动多通道主动控制试验，利用试验结果证明本文所提出的控制策略有效。 研究结果表明，船舶推进轴系采用本文提出的横向振动主动控制策略，可有效的抑制由螺旋桨脉冲激励带来的船舶轴系横向振动，具有良好的控制效果，为船舶推进轴系横向振动控制提供了新技术参考。 |
| 作者： | 李红帅 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 胡甫才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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