基于功率流分析的双层隔振系统半主动开关控制算法研究
发布时间：2021-11-26 03:39
双层隔振系统作为一种逐级减振的隔振系统,因其高效的高频隔振效果被广泛应用于舰船工程领域。相对于高频段良好的隔振效果,其在较低频段的效果不佳,尤其在共振频率附近。为提高低频段双层隔振系统的隔振效果,本文以双层隔振系统为研究对象,引入半主动控制技术,并将功率流分析的思想应用于设计控制策略,提出一种新的半主动开关控制算法;以传递功率流率为评价参数,对被动控制、两种天棚算法及新算法控制下的双层隔振系统的隔振效果进行仿真与试验,证明了新算法的有效性。主要工作如下:（1）建立柔性基础双层隔振系统的动力学模型,根据定义推导力传递率、插入损失、振级落差、基础振动响应、功率流传递率和传递功率流落差的物理参数表达式,讨论隔振系统参数对功率流传递率随激振频率变化的影响,分析功率流的传递特性。（2）建立半主动开关控制下的双层隔振系统动力学分析模型,将功率流分析的思想引入到隔振系统半主动开关控制的策略设计中,通过分析功率流的变化规律设计隔振系统的半主动开关控制算法。（3）建立双层隔振系统的MATLAB-Simulink仿真分析模型,以传递功率流率为评价参数,开展可控阻尼器处于高、低阻尼状态下的被动控制仿真与双层...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-4双层隔振试验系统三维模型
图 3-1 半主动开关控制双层隔振系统三维模型Figure 3-1. 3D model of semi-active switch controlled double-layer isolation system从系统的微分方程来看，通过调节可控阻尼器 c4的状态可以改变系统的阻阵，从而影响双层隔振系统的振动响应。.3 双层隔振系统半主动开关控制算法研究3.1 基于“天棚阻尼”控制的开关算法1974 年，Crossby D A 与 Karnop D C 提出天棚阻尼的控制方法，假设存在固定不动的天棚，将阻尼器安装于隔振对象与天棚之间，其产生的阻尼力则天棚阻尼力。从能量的视角看，由于天棚固定不动，天棚阻尼力作为一种理阻尼力总是在消耗隔振系统的振动能量。在此基础上，Margolis 于 1975 年了开关控制策略，当作用于簧载质量的可控阻尼力方向与理想的天棚阻尼力一致时，将可控阻尼器切换为 on 状态以抑制簧载质量的振动；反之，将可尼器切换为 off 状态以防加剧簧载质量的振动。
在双层隔振系统中进行功率流测量时，力信号的测量比较困法回避了力信号的测量问题，而测量位移信号和加速度信号流的测量需要激振力和机组速度等参数，输出功率流的测力和基础速度等参数。其中直接测量激振力和传递至基础的获得。根据激振器（振源）的原理和结构参数获得；隔振器传递至数由中间质量块的刚度和阻尼、中间质量块位移和基础位移有试验条件，用激光位移传感器测得中间质量块和基础的位速度的关系获得响应的速度数据，从而间接获得系统的传源是机组的一部分，安装于由多层钢板组成的质量主体之上、小齿轮以及两个相同的装有偏心块的大齿轮组成，如图 5在电动机的转轴上。F
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于并联机构的车载担架及振动半主动控制研究[J]. 高翔,牛军川,沈国栋,田莉莉. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]基于有限元和功率流理论的浮筏隔振效果评价方法研究[J]. 向祖权,居浩,宋利飞,茅云生,傅何琪. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(05)
[3]多维Benchmark桥梁结构半主动控制策略[J]. 贾立夫,程东辉,熊慧中,辛宝柱,蔡力. 世界地震工程. 2018(02)
[4]磁流变半主动悬架试验研究[J]. 彭志召,张进秋,张建,傅晓为. 汽车工程. 2018(05)
[5]基于有限元功率流法的飞机吊挂传递路径分析[J]. 白杰,冯诚. 航空计算技术. 2018(01)
[6]准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究[J]. 王晓杰,刘辉,郦文平,高田田. 机械工程学报. 2018(21)
[7]基于磁流变阻尼器的前起落架摆振半主动最优控制[J]. 杨永刚,张磊,顾新东,祝世兴. 机床与液压. 2017(21)
[8]列车用双层隔振系统隔振性能实验[J]. 李开程,张立民,邱飞力,高峰,于海然. 噪声与振动控制. 2016(01)
[9]功率流测量以及振动能量参数估计试验研究[J]. 乔百杰,赵彤,陈雪峰. 振动与冲击. 2014(07)
[10]舰船隔振装置技术及其进展[J]. 何琳,徐伟. 声学学报. 2013(02)
博士论文
[1]磁气混合主被动浮筏隔振系统建模及控制研究[D]. 杨贝贝.武汉理工大学 2017
[2]内燃动车动力包双层隔振设计方法研究[D]. 孙玉华.西南交通大学 2013
[3]斜拉桥拉索参数振动的半主动控制及MR阻尼器优化布置研究[D]. 张挣鑫.中南大学 2013
[4]裂纹损伤结构的振动功率流特性与损伤识别[D]. 朱翔.华中科技大学 2007
[5]双层隔振系统振动主动控制技术研究[D]. 陈玉强.哈尔滨工程大学 2003
硕士论文
[1]双层隔振系统开关半主动控制方法研究[D]. 李豫川.浙江工业大学 2018
[2]柴油发电机组双层隔振系统优化设计分析[D]. 陈行.西南交通大学 2017
[3]浮筏隔振系统半主动开关控制研究[D]. 唐杰.浙江工业大学 2017
[4]内燃动力总成双层隔振系统优化设计研究及软件平台开发[D]. 时威振.西南交通大学 2016
[5]半主动控制浮筏隔振系统的开关控制研究[D]. 耿超.浙江工业大学 2016
[6]半主动控制浮筏隔振系统研究[D]. 朱雅辉.浙江工业大学 2015
[7]分布参数双层隔振系统的主被动控制机理研究[D]. 杨明月.山东大学 2015
[8]浮筏隔振系统的结构优化研究[D]. 彭亮.中国舰船研究院 2015
[9]浮筏隔振系统的振动特性研究[D]. 向敢.浙江工业大学 2012
[10]基于磁流变的车辆座椅变刚度变阻尼减振的研究[D]. 彭晶.东北林业大学 2012
本文编号：3519325
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-4双层隔振试验系统三维模型
图 3-1 半主动开关控制双层隔振系统三维模型Figure 3-1. 3D model of semi-active switch controlled double-layer isolation system从系统的微分方程来看，通过调节可控阻尼器 c4的状态可以改变系统的阻阵，从而影响双层隔振系统的振动响应。.3 双层隔振系统半主动开关控制算法研究3.1 基于“天棚阻尼”控制的开关算法1974 年，Crossby D A 与 Karnop D C 提出天棚阻尼的控制方法，假设存在固定不动的天棚，将阻尼器安装于隔振对象与天棚之间，其产生的阻尼力则天棚阻尼力。从能量的视角看，由于天棚固定不动，天棚阻尼力作为一种理阻尼力总是在消耗隔振系统的振动能量。在此基础上，Margolis 于 1975 年了开关控制策略，当作用于簧载质量的可控阻尼力方向与理想的天棚阻尼力一致时，将可控阻尼器切换为 on 状态以抑制簧载质量的振动；反之，将可尼器切换为 off 状态以防加剧簧载质量的振动。
在双层隔振系统中进行功率流测量时，力信号的测量比较困法回避了力信号的测量问题，而测量位移信号和加速度信号流的测量需要激振力和机组速度等参数，输出功率流的测力和基础速度等参数。其中直接测量激振力和传递至基础的获得。根据激振器（振源）的原理和结构参数获得；隔振器传递至数由中间质量块的刚度和阻尼、中间质量块位移和基础位移有试验条件，用激光位移传感器测得中间质量块和基础的位速度的关系获得响应的速度数据，从而间接获得系统的传源是机组的一部分，安装于由多层钢板组成的质量主体之上、小齿轮以及两个相同的装有偏心块的大齿轮组成，如图 5在电动机的转轴上。F
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于并联机构的车载担架及振动半主动控制研究[J]. 高翔,牛军川,沈国栋,田莉莉. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]基于有限元和功率流理论的浮筏隔振效果评价方法研究[J]. 向祖权,居浩,宋利飞,茅云生,傅何琪. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(05)
[3]多维Benchmark桥梁结构半主动控制策略[J]. 贾立夫,程东辉,熊慧中,辛宝柱,蔡力. 世界地震工程. 2018(02)
[4]磁流变半主动悬架试验研究[J]. 彭志召,张进秋,张建,傅晓为. 汽车工程. 2018(05)
[5]基于有限元功率流法的飞机吊挂传递路径分析[J]. 白杰,冯诚. 航空计算技术. 2018(01)
[6]准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究[J]. 王晓杰,刘辉,郦文平,高田田. 机械工程学报. 2018(21)
[7]基于磁流变阻尼器的前起落架摆振半主动最优控制[J]. 杨永刚,张磊,顾新东,祝世兴. 机床与液压. 2017(21)
[8]列车用双层隔振系统隔振性能实验[J]. 李开程,张立民,邱飞力,高峰,于海然. 噪声与振动控制. 2016(01)
[9]功率流测量以及振动能量参数估计试验研究[J]. 乔百杰,赵彤,陈雪峰. 振动与冲击. 2014(07)
[10]舰船隔振装置技术及其进展[J]. 何琳,徐伟. 声学学报. 2013(02)
博士论文
[1]磁气混合主被动浮筏隔振系统建模及控制研究[D]. 杨贝贝.武汉理工大学 2017
[2]内燃动车动力包双层隔振设计方法研究[D]. 孙玉华.西南交通大学 2013
[3]斜拉桥拉索参数振动的半主动控制及MR阻尼器优化布置研究[D]. 张挣鑫.中南大学 2013
[4]裂纹损伤结构的振动功率流特性与损伤识别[D]. 朱翔.华中科技大学 2007
[5]双层隔振系统振动主动控制技术研究[D]. 陈玉强.哈尔滨工程大学 2003
硕士论文
[1]双层隔振系统开关半主动控制方法研究[D]. 李豫川.浙江工业大学 2018
[2]柴油发电机组双层隔振系统优化设计分析[D]. 陈行.西南交通大学 2017
[3]浮筏隔振系统半主动开关控制研究[D]. 唐杰.浙江工业大学 2017
[4]内燃动力总成双层隔振系统优化设计研究及软件平台开发[D]. 时威振.西南交通大学 2016
[5]半主动控制浮筏隔振系统的开关控制研究[D]. 耿超.浙江工业大学 2016
[6]半主动控制浮筏隔振系统研究[D]. 朱雅辉.浙江工业大学 2015
[7]分布参数双层隔振系统的主被动控制机理研究[D]. 杨明月.山东大学 2015
[8]浮筏隔振系统的结构优化研究[D]. 彭亮.中国舰船研究院 2015
[9]浮筏隔振系统的振动特性研究[D]. 向敢.浙江工业大学 2012
[10]基于磁流变的车辆座椅变刚度变阻尼减振的研究[D]. 彭晶.东北林业大学 2012
本文编号：3519325
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