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《推進(jìn)軸系縱向振動主動控制方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、推進(jìn)軸系縱向振動主動控制方法研究(申請上海交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文)博士生：胡芳指導(dǎo)老師：吳天行教授專業(yè)：機械設(shè)計及理論研究方向：振動主動控制學(xué)院：機械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機械系統(tǒng)與振動國家重點實驗室二零一五年四月RESEARCHONACTIVECONTROLOFTHELONGITUDINALVIBRATIONOFPROPULSIONSHAFTINGSYSTEMS(ApplyforPh.DofShanghaiJiaoTongUniversity)PH.DCANDIDATEHUFANGSUPERVISORPROF.W
2、UTIANXINGMAJORMECHANICALTHEORYANDDESIGNRESEARCHAREAACTIVECONTROLOFVIBRATIONDEPARTMENTSCHOOLOFMECHANICALENGINEERINGStateKeyLabofMechanicalSystemandVibrationShanghaiJiaoTongUniversityApril2015上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論
3、文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。
4、本學(xué)位論文屬于不保密□√。（請在以上方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日推進(jìn)軸系縱向振動主動控制方法研究摘要船舶的振動與噪聲不僅影響船舶的舒適性和電子設(shè)備的可靠性，還影響周邊水域的生態(tài)環(huán)境。對于潛艇，過大的噪聲使其隱身性能下降，降低作戰(zhàn)能力，甚至危及安全，尤其是日益先進(jìn)的水下探測技術(shù)更是對潛艇的隱身性能提出新的挑戰(zhàn)。螺旋槳推力脈動引起的軸系－殼體耦合振動是潛艇低頻聲輻射的主要原因，而且難以控制，已成為制約潛艇聲隱身性能的重要因素之一。減小脈動推力通過軸系對殼體的激勵作用是控制低頻聲輻射
5、的有效措施，對它的研究將有助于從源頭控制軸系-殼體耦合系統(tǒng)的水下聲輻射，具有重要的實際意義。本文在GF973項目和國家自然科學(xué)基金項目“螺旋槳脈動推力誘導(dǎo)的軸系－殼體耦合振動主動控制方法研究”的資助下，針對推力脈動誘導(dǎo)的振動，提出通過主動減振鎮(zhèn)定軸系縱向振動的方法，從而抑制由推力脈動引起的殼體振動。研究工作包括理論研究和實驗驗證兩個方面：（1）從控制的角度出發(fā)，將軸系－彈性基礎(chǔ)耦合系統(tǒng)簡化軸－板耦合系統(tǒng)，通過子結(jié)構(gòu)方法建立了縱向激勵下耦合振動的解析模型，并用有限元方法對其進(jìn)行驗證。在此模型基礎(chǔ)上，考慮連接軸系與彈性基礎(chǔ)的
6、軸承特性，分析縱向激勵下的耦合振動特性以及支承剛度變化對耦合系統(tǒng)縱向振動的影響，同時還分析了縱向控制力作用點變化對耦合系統(tǒng)縱向振動的影響。這些與控制相關(guān)的原理性研究為主動減振設(shè)計提供理論依據(jù)。（2）針對具有時變特性的軸系，在抗飽和LMS算法的基礎(chǔ)上，提出無模型自適應(yīng)諧波窄帶抑制方法。這種無模型自適應(yīng)控制方法包括基于抗飽和LMS算法的自適應(yīng)反饋控制器和一個名為X-調(diào)整的基于邏輯的增益調(diào)整策略，實現(xiàn)自適應(yīng)控制器的輸出閾值與權(quán)值步進(jìn)方向的同時調(diào)整。該控制方法僅利用控制誤差來調(diào)整自適應(yīng)控制器的增益，無需建立控制通道的動態(tài)模型。無
7、模型自適應(yīng)控制系統(tǒng)采用跟蹤濾波器對周期振動進(jìn)行有選擇地抑制，是一種窄帶自適應(yīng)控制。仿真結(jié)果表明所提出的無模型自適應(yīng)控制方法能有效抑制周期振動。（3）通過簡化的軸系模型，考慮水潤滑橡膠軸承剛度在靜動之間突變，分析了隨轉(zhuǎn)速變化的橡膠軸承支承剛度導(dǎo)致軸系振動特性改變的原因，在此基礎(chǔ)上，提出控制模型在線辨識與周期振動抑制方法。使用LMS辨識算法和子空間濾波方法獲取軸系運行狀態(tài)下的控制通道的脈沖響應(yīng)，濾除其中由轉(zhuǎn)速調(diào)制的周期干擾，使用內(nèi)嵌飽和抑制與干擾重構(gòu)的Filtered-xLMS算法構(gòu)建轉(zhuǎn)速調(diào)制的周期干擾抑制方法。這種基于控制
8、通道模型在線辨識的控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶控制。仿真結(jié)果證明了所提出的控制通道在線辨識方法和周期振動抑制方法能夠明顯抑制轉(zhuǎn)速調(diào)制的振動響應(yīng)。（4）通過建立軸系－殼體耦合振動主動控制實驗系統(tǒng)，驗證兩種控制算法對耦合振動的控制效果，實驗結(jié)果表明：兩種控制算法都能夠有效抑制軸系和殼體的周期振動，而且內(nèi)嵌飽和抑制與干擾重構(gòu)的Fi
