轴系推力轴承主动减振液压控制装置分析研究

发布时间：2020-05-15 14:34

【摘要】：船舶推进轴系是多个弹性体的组合,在船舶高速航行时,由于船体艉部存在不均匀伴流而产生的螺旋桨纵向激励是造成船体结构振动加剧及噪声急剧增加的主要原因。本文针对推进轴系纵向振动等问题,提出一种推力轴承主动减振液压控制装置,并对该装置的动态响应特性进行分析研究。本文主要研究内容及成果如下:(1)通过分析国内外对于推进轴系纵向振动控制的研究现状与成果,以及多种减振措施的优缺点,说明采用主动减振方式能够取得更好的轴系纵向振动控制效果。(2)设计出一种轴系推力轴承主动减振液压控制装置,对装置的可行性进行分析。同时,运用流体力学理论建立装置电液伺服系统数学模型,分别讨论不同液压固有频率与阻尼比对系统稳定性及动态响应特性的影响。(3)针对螺旋桨—轴系纵向振动展开研究,介绍推进轴系纵向激励的主要来源与特征,提出相应的数值预报方法,以及基于推力轴承振动位移与力传递率的减振性能评价标准;此外,应用动力学理论分别建立带有主动减振液压控制装置与被动减振装置的轴系振动模型,分析轴系的刚度比、固有频率及阻尼比等参数对液压控制装置振动控制效果的影响;同时,对主动减振液压控制装置的负载特性进行研究,为该装置结构要素的确定提供依据。(4)为提高主动减振液压控制装置的减振降噪效果,引入单神经元PID控制与自适应神经元两种控制方法;在深入分析其工作原理及组成的基础上,利用Matlab软件中的Simulink模块对两种智能控制方式进行仿真对比研究。结果表明,与自适应神经元控制相比,单神经元PID控制效果更佳,适应能力更强,可作为主动减振液压控制装置的控制方式。(5)在AMESim软件中建立主动减振液压控制装置及电液伺服系统的仿真模型,利用Simulink模块编译单神经元PID控制器,将两者进行联合仿真;在此基础上,对比分析主、被动两种减振装置的减振效果及其系统的动态响应特性。结果表明,与传统的被动减振装置相比,主动减振液压控制装置具有更好的减振降噪效果,具备一定的工程实用价值与应用前景。
【图文】：

动力液,三维模型,推力环,恒压油源

图 2-4 推力轴承中液压减振装置结构图1-推力环；2-推力块；3-位移传感器；4-球面支撑；5-加速度传感器；6-控制柱塞；7-缸体支承；8-补偿容器；9-溢流阀；10-电液伺服阀；11-油箱；12-恒压油源；13-压力传感器213 481291011135 67542

模型图,主动减振,液压控制装置,控制仿真

62（c）反馈信号滤波器 controler1 模型图 4-6 主动减振液压控制装置单神经元 PID 控制仿真模型4-6（b）中可知，单神经元 PID 控制器采用增量型算法，接表示其控制律，故引入“S-Function”模块，通过编写，单神经元学习速率系数 ( 1,2,3)id i = 分别设定为 6800，，1,2,3) 分别设定为 0.8，0.5，0.6，增益系数5K = 1.65 × 10。6（c）为位移反馈信号控制器模型，根据主动减振液压控推力轴承与基座振动位移差bΔx 超过安全值-0.5mm~0.5mm
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;U664.21

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