浮筏的主动吸振控制实验研究

浮筏在低频减振方面存在较大不足,而这恰是主动减振的优势.将两者相结合,研究了浮筏的主动吸振控制问题.研制了一种主动吸振器,建立了以DSP F2812为核心的控制系统;提出了符号LMS算法,与广泛使用的滤波x-LMS等算法相比,该算法不需要精确的模型信息;在此基础上设计了自适应前馈主动吸振控制律,并在浮筏实验平台上进行主动吸振控制实验.实验结果表明,通过主动吸振控制,浮筏的低频减振能力得到了显著的改善.     

船舶机械减隔振技术与计算方法研究综述

针对船舶机械系统，介绍了隔振方法和吸振方法：包括浮筏隔振系统、动力吸振器的概念、应用背景和研究现状；同时介绍了被动控制、主动控制的概念和发展情况.梳理了新型智能材料和新型结构形式，介绍了“准零刚度”隔振器、声学黑洞结构、智能材料作动器、主动和半主动吸振器等控制元件的概念、使用工况和发展，概述了主动控制的控制方法.讨论了机械减隔振系统建模、计算、试验的理论数值方法.最后总结和展望了船舶机械减隔振系统的发展方向.     

复杂激励下平置板式浮筏功率流传递特性研究

针对隔振理论研究领域中舰船的振动和噪声控制问题，建立六维^[1、2]平置板式弹性浮筏的多机组隔振理论分析计算模型，导出了弹性浮筏传递功率流的表达式，从振动能量传输的角度来评价浮筏系统隔振效果，绘制了功率谱曲线，揭示机组的布置，筏架刚度等结构参数对功率流传递的影响，给出了浮筏设计中结构参数选择的一般准则。     

浮筏隔振系统功率流特性分析

针对工程实际中浮筏隔振装置，建立了柔性基础上机组多支承弹性浮筏耦合隔振系统动力学普遍模型，提出了子系统动态特性综合分析法，给出了耦合系统动态传递方程及功率流表达式。根据工程中两机组浮筏隔振系统功率流理论计算结果，着重探讨安装频率与支承结构柔性耦合作用及其对隔振效果影响。研究结果表明：合理设计安装频率，可有效控制振动能量传输。     

吸振器在浮筏上减振应用的有限元分析

浮筏隔振系统是一种广泛应用的减振降噪装置,但它在低频减振方面还存在较大不足。研究表明通过安装吸振器可以改善原系统的隔振性能。本文针对吸振器在浮筏系统中减振应用的问题,采用有限元方法,通过分析比较安装吸振器前后浮筏系统频响特性的变化情况,对吸振器在实际浮筏上的减振效果进行了模拟计算;同时采用自行研制的磁流变弹性体半主动吸振器进行了吸振器在浮筏上的减振实验。通过计算结果与实验测试值的对比,验证了用该方法对吸振器在实际浮筏上的减振效果进行预报的可行性。     

浮筏系统中的碰撞动力学离散模型(2):随机模型

本文建立了浮筏系统在部分冲击受损后形成的碰撞振动系统的离散动力学随机模型.在此随机模型中,浮筏系统的运动满足高斯分布,零部件的运动方程中的非线性是由于空隙单元产生,可以采用非高斯截断技术导出随机系统的平均碰撞庞加莱映射.实例分析指出,随机模型中由于增加了噪声的摄动,表现出的动力学特性比确定性模型更丰富,噪声的影响有时会增加零部件与设备之间的碰撞次数,也会抑制零部件与筏体之间的碰撞次数,噪声将增加系统动力学特性的复杂性.     

多源激励下双层隔振浮筏系统的线谱混沌化

采用混沌化技术可以重构水下航行器的水声线谱特征,改善隐声性能.基于这一特殊应用背景,研究了多源激励下双层隔振浮筏系统的非线性时延反馈混沌化问题.在二维简化浮筏系统模型的基础上,完整地呈现了非线性时延反馈控制的线谱混沌化方法,为隔振浮筏的线谱混沌化设计提供了标准流程.仿真结果表明了该方法的可行性,探讨了多源激励条件下控制增益、时延和反馈频率等控制参数对系统混沌化效果的影响,并与单源激励进行了对比分析.     

浮筏多通道协调振动主动控制实验研究

在浮筏上引入主动吸振器可以有效地改善其低频减振性能.建立了带有4个主动吸振器的浮筏振动主动控制实验系统;以提高系统低频减振性能为目标,研究了4个主动吸振器的协调控制问题.首先,通过实验建模获得系统的时域脉冲序列模型;在此基础上设计了基于多通道滤波x-最小均方(Least Mean Square,LMS)算法的自适应前馈控制律;最后,在实验系统上进行了4个目标点的多通道协调主动吸振控制实验,在15～25Hz频段内基本上都取得了15dB以上的主动减振效果.实验结果证明了多吸振器协调主动控制对提高浮筏低频减振能力的有效性.     

浮筏系统中的碰撞动力学离散模型(1):确定性模型

本文研究浮筏中刚性连结的零部件冲击受损后在有限空间的碰撞振动,应用碰撞动力学理论建立其确定性离散动力学模型,导出确定性系统的碰撞庞加莱映射.实例分析指出,零部件的质量和冲击后外激励的频率不影响零部件与设备之间的碰撞,碰撞主要发生在零部件与筏体之间,而且随着零部件质量的增加碰撞次数发生有限次的增加.冲击后外激励的频率对零部件与筏体之间的碰撞次数有一定的影响.从碰撞庞加莱图可以看出碰撞系统的振动表现为亚谐振动.     

反共振流体浮筏的隔振特性研究

基于反共振原理, 设计了一种新型的流体浮筏隔振器. 应用流体动量方程和结构振动理论推导了该隔振器的数学模型, 分析了其隔振特性, 得到了最优隔振频率和浮体浸入流体深度的关系式. 仿真结果表明, 当浮体浸入流体深度在有限的范围内变化时, 新型隔振器会在从低频到高频的宽带内发生反共振现象. 反共振条件下的力传递率可降至极低水平.流体浮筏隔振器具有很好的(尤其是低频)隔振效果.