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船用往复式机械的振动主动控制技术研究
| 论文题名： | 船用往复式机械的振动主动控制技术研究 |
| 关键词： | 船用往复式机械;振动控制;滤波xLMS算法;Simulink软件;仿真分析 |
| 摘要： | 本论文针对的船用往复式机械主要包括柴油机和空气压缩机。这类机械引起的振动的线谱特性往往是由转速决定的基频及其倍频的组合形式。然而被动控制对于低频段的振动的控制较难有效,因而实际应用中这类机械低频段的振动常常引起较大的问题。本文采用了主动控制的方式,探索一种针对这种振动特性的控制方法。 本文首先具体分析了这类机械的振动特性,并通过实际柴油机的测试结果说明其振动的谱线形式以及低频段的振动往往较强。然后针对这种振动特性推导了自适应LMS算法的控制效果。这里将自适应滤波器作为原系统的一部分,推导了新系统的z域传递函数特性。结果表明正弦信号作为参考信号时,由系统期望信号至误差信号之间的传递函数的零点即为该正弦频率处。这样以一种更直观的方式证明了算法的理想效果。 最后我们通过一系列的实验探索该算法在往复式机械振动主动控制上的更好应用。先进行了模态测试、传递函数测试和误差通道离线辨识实验,用于了解结构特性并为后续实验和仿真提供相关数据。后分别进行了采用传统的滤波xLMS算法(考虑通道间耦合和不考虑耦合)、梳状滤波算法和改进的滤波xLMS算法的振动主动控制实验。实验采用了运算速度更快性能更加稳定的DSP控制器,在该控制器上成功实现了上述算法的c程序设计及运行。其中对程序的设计阐述除了涉及到算法原理外,还包括频率测量、参考信号生成、数字滤波器设计以及算法的Simulink仿真等内容。实验最后还实现了双DSP联合作用,克服了运算量较大时运算时间不足的问题。这些实验中,具有创新性的改进的滤波xLMS算法取得了最好的控制效果,从而找到了一种针对于往复式机械的更好的振动主动控制方法。 |
| 作者： | 张攀 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 杨铁军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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