欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11511769閱讀:538來源:國知局
一種半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及涉及艦船的一種減振降噪裝置。

技術(shù)背景

浮筏隔振是應用于艦船上的一種減振降噪裝置,其機理是利用浮筏隔振裝置中彈性元件和中間質(zhì)量的設(shè)計來衰減振動能量,使艦船殼體的振動減小。振動的半主動控制是利用一定的控制策略來自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù),使系統(tǒng)的響應處于最優(yōu)狀態(tài)。目前,艦船上安裝的浮筏裝置屬于被動控制,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)是固定的,不能隨著環(huán)境和激勵的變化而進行調(diào)節(jié),若艦船的運行狀況發(fā)生變化,隔振效果有可能惡化,將半主動控制技術(shù)和浮筏隔振技術(shù)相結(jié)合的半主動控制浮筏隔振系統(tǒng),有望進一步提高浮筏隔振系統(tǒng)的隔振效果。雖然半主動控制技術(shù)在車輛懸架和建筑抗震方面已經(jīng)有了不少成熟的應用,但在浮筏隔振系統(tǒng)的半主動控制方面,研究成果還很少。實現(xiàn)浮筏隔振系統(tǒng)的半主動控制的關(guān)鍵在于:高性能的可控阻尼器和有效的控制策略。目前上海交通大學在半主動控制浮筏隔振方面做了一些探索性研究,采用的是電流變液阻尼器,理論上可以實現(xiàn)阻尼力無級調(diào)節(jié),但是這種可控阻尼器并不理想,并且這種可控阻尼器容易受外界條件影響。他們的控制策略有前饋模糊控制策略、基于變分法的原理得到的優(yōu)化阻尼控制策略、半主動靜態(tài)輸出反饋模糊滑??刂频?,但是這些控制策略都對可控阻尼器的性能要求非常高,在實際應用中有一定的局限性。

在半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)中,控制策略決定了振動控制的效果,半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的控制元件是可控阻尼器。上海交通大學在半主動浮筏隔振的探索性研究中,采用的前饋模糊控制策略、基于變分法的原理得到的優(yōu)化阻尼控制策略、半主動靜態(tài)輸出反饋模糊滑??刂频瓤刂撇呗灾校鋵煽刈枘崞鞯囊笫牵嚎煽刈枘崞魇沁B續(xù)可變的,可控性要求很高、不易于控制。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點,提供一種半主動控制浮筏隔振系統(tǒng),以改善控制效果。

半主動控制浮筏隔振系統(tǒng),是一個三層隔振系統(tǒng),自地面而上依次包括柔性基礎(chǔ)、中間筏體、作為被隔振對象的機組,中間筏體與柔性基礎(chǔ)之間連接下層隔振器,中間筏體與機組之間連接上層隔振器,中間筏體與機組之間還連接可控阻尼器;其特征在于:機組上裝有用于測量機組速度的第一傳感器,中間筏體上裝有用于測量中間筏體的速度的第二傳感器,所述的第一傳感器和第二傳感器連接計算機;

第一傳感器將機組的振動速度輸入到計算機;第二傳感器將中間筏體的振動速度輸入到計算機;

時,計算機輸出信號、調(diào)節(jié)可控阻尼器使其處于關(guān)閉狀態(tài);當時,計算機輸出信號、調(diào)節(jié)可控阻尼器處于開啟狀態(tài)。

本發(fā)明的半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的控制方式可以表達為:

本發(fā)明的可控阻尼器是開關(guān)控制可控阻尼器,即可控阻尼器只有兩種阻尼狀態(tài):得電狀態(tài)時,其阻尼為大阻尼,阻尼系數(shù)為con;失電狀態(tài)時,其阻尼為小阻尼(或無阻尼),阻尼系數(shù)為coff。針對開關(guān)可控阻尼器,必須要提出新的控制策略及算法。本發(fā)明根據(jù)半主動開關(guān)控制浮筏隔振系統(tǒng)機組和筏體的振動速度進行進行運算,然后根據(jù)計算結(jié)果切換可控阻尼器的開或關(guān),使可控阻尼器處于得電、失電狀態(tài),實現(xiàn)對半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)阻尼參數(shù)的調(diào)整,進而控制浮筏系統(tǒng)的振動。

本發(fā)明采用了基于天棚阻尼控制的開關(guān)控制策略,天棚阻尼控制是d.karnopp利用最優(yōu)控制理論在1974年提出來的一種應用于車輛懸架系統(tǒng)的主動控制策略,天棚阻尼控制實際是形象化的最優(yōu)輸出控制反饋控制方法。

本發(fā)明的優(yōu)點:可控阻尼器只有開、關(guān)兩種狀態(tài),容易實現(xiàn),也容易控制;可控阻尼器只在得電狀態(tài)下耗能,需要外界輸入的能量少;半主動浮筏隔振系統(tǒng)的隔振性能明顯優(yōu)于一般的浮筏隔振系統(tǒng),開關(guān)控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的控制原理圖。

圖3是采用本發(fā)明和未采用本發(fā)明的仿真實驗結(jié)果對比圖,其中圖3a是4hz正弦波激勵信號時基礎(chǔ)加速度的穩(wěn)態(tài)響應,圖3b是5hz正弦波激勵信號時基礎(chǔ)加速度的穩(wěn)態(tài)響應,圖3c是10hz正弦波激勵信號時基礎(chǔ)加速度的穩(wěn)態(tài)響應,圖3d是12hz正弦波激勵信號時基礎(chǔ)加速度穩(wěn)態(tài)響應。

圖4是本發(fā)明的計算原理圖

圖5是天棚阻尼系統(tǒng)模型的示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

半主動控制浮筏隔振系統(tǒng),是一個三層隔振系統(tǒng),自地面而上依次包括柔性基礎(chǔ)、中間筏體、作為被隔振對象的機組,中間筏體與柔性基礎(chǔ)之間連接下層隔振器,中間筏體與機組之間連接上層隔振器,中間筏體與機組之間還連接可控阻尼器;其特征在于:機組上裝有用于測量機組速度的第一傳感器,中間筏體上裝有用于測量中間筏體的速度的第二傳感器,所述的第一傳感器和第二傳感器連接中央處理器;

第一傳感器將機組的振動速度輸入到計算機;第二傳感器將中間筏體的振動速度輸入到計算機;

時,中央處理器輸出信號、調(diào)節(jié)可控阻尼器使其處于關(guān)閉狀態(tài);當時,中央處理器輸出信號、調(diào)節(jié)可控阻尼器處于開啟狀態(tài)。

本發(fā)明的半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的控制方式可以表達為:

本發(fā)明的可控阻尼器是開關(guān)控制可控阻尼器,即可控阻尼器只有兩種阻尼狀態(tài):得電狀態(tài)時,其阻尼為大阻尼,阻尼系數(shù)為con;失電狀態(tài)時,其阻尼為小阻尼(或無阻尼),阻尼系數(shù)為coff。針對開關(guān)可控阻尼器,必須要提出新的控制策略及算法。本發(fā)明根據(jù)半主動開關(guān)控制浮筏隔振系統(tǒng)機組和筏體的振動速度進行進行運算,然后根據(jù)計算結(jié)果切換可控阻尼器的開或關(guān),使可控阻尼器處于得電、失電狀態(tài),實現(xiàn)對半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)阻尼參數(shù)的調(diào)整,進而控制浮筏系統(tǒng)的振動。

本發(fā)明采用了基于天棚阻尼控制的開關(guān)控制策略,天棚阻尼控制是d.karnopp利用最優(yōu)控制理論在1974年提出來的一種應用于車輛懸架系統(tǒng)的主動控制策略,天棚阻尼控制實際是形象化的最優(yōu)輸出控制反饋控制方法,天棚阻尼系統(tǒng)模型如圖5所示。

天棚阻尼系統(tǒng)上部的阻尼要求連接在絕對的慣性參考系中,天棚阻尼算法是對懸架速度的反饋,這種算法主要通過調(diào)整阻尼系數(shù)的大小改變控制力的大小,其控制策略為fd為阻尼力,b為阻尼系數(shù)。在此之前,天棚阻尼控制主要應用在車輛的懸架系統(tǒng)中。

半主動控制浮筏隔振系統(tǒng),可以用一個三層隔振系統(tǒng)來表示,如圖4所示。柔性基礎(chǔ)的等效剛度與阻尼可稱為底層支撐的剛度與阻尼,參數(shù)為k3、c3。

在半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的三自由度模型中,被隔振對象的機組的質(zhì)量為m1,中間筏體質(zhì)量為m2,柔性基礎(chǔ)質(zhì)量為m3,上層隔振器的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)分別為k1、c1,下層隔振器的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)分別為k2、c2,基礎(chǔ)的等效剛度與阻尼可稱為底層支撐的剛度與阻尼,參數(shù)為k3、c3,可控阻尼器的阻尼系數(shù)是c4,機組的振動位移為x1(t);中間筏體的振動位移為x2(t),柔性基礎(chǔ)的振動位移為x3(t)。

在半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的三自由度模型中,中間筏體傳遞給基礎(chǔ)的力通過下層隔振器來傳遞,為了減小中間筏體傳遞到基礎(chǔ)的力,可以通過調(diào)節(jié)可控阻尼器來減小中間筏體的振動來實現(xiàn)。依據(jù)車輛半主動懸架控制系統(tǒng)基于“天棚”阻尼控制提出的開關(guān)控制策略思想,對半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)上層隔振器進行分析,以機組為研究對象,當時,為減小機組傳遞給中間筏體的能量,從而減小中間筏體的振動,此時調(diào)節(jié)可控阻尼器使其處于關(guān)閉狀態(tài);當時,為減小中間筏體的能量,將中間筏體的能量傳遞到機組,從而減小中間筏體的振動能量,調(diào)節(jié)可控阻尼器處于開啟狀態(tài)。從而得到半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的開關(guān)控制算法:

為了得到更好的控制效果,本發(fā)明的可控阻尼器是開關(guān)控制可控阻尼器,即可控阻尼器只有兩種阻尼狀態(tài):得電狀態(tài)時,其阻尼為大阻尼,阻尼系數(shù)為con;失電狀態(tài)時,其阻尼為小阻尼(或無阻尼),阻尼系數(shù)為coff。針對開關(guān)可控阻尼器,必須要提出新的控制策略及算法。本發(fā)明根據(jù)半主動開關(guān)控制浮筏隔振系統(tǒng)機組和筏體的振動速度進行進行運算,然后根據(jù)計算結(jié)果切換可控阻尼器的開或關(guān),使可控阻尼器處于得電、失電狀態(tài),實現(xiàn)對半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)阻尼參數(shù)的調(diào)整,進而控制浮筏系統(tǒng)的振動。

實施例:

由圖1知,浮筏隔振試驗裝置主要由機組、上層彈簧、中間筏體、下層彈簧、可控阻尼器、柔性基礎(chǔ)等組成。

如圖2,在機組和柔性基礎(chǔ)上分別安裝一個速度傳感器,機組的速度與中間筏體的速度分別經(jīng)前置放大處理后傳入計算機,計算機根據(jù)既定算法進行分析處理,如果輸出控制信號使得可控阻尼器開關(guān)處于off狀態(tài),如果輸出控制信號使得可控阻尼器開關(guān)處于on狀態(tài)。

本次實施例中的半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的一階共振頻率在10hz左右,為了驗證算法的有效性,分別選取4hz、5hz、10hz和12hz的正弦波進行激勵,觀測半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)在本算法作用下的隔振性能。

4hz的正弦波激勵時,由圖3a可知,可控阻尼器在本算法的作用下,此時半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)加速度響應曲線幅值明顯小于可控阻尼器在開啟狀態(tài)下的基礎(chǔ)加速度響應曲線的幅值,同時與關(guān)閉狀態(tài)下的基礎(chǔ)加速度響應曲線的幅值相差不大。

5hz的正弦波激勵時,由圖3b可知,可控阻尼器在本算法的作用下,此時半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)加速度響應曲線的幅值與可控阻尼器一直處于開啟或者關(guān)閉狀態(tài)時基本相同。

10hz和12hz的正弦波激勵時,由圖3c和圖3d可知,可控阻尼器在本算法的作用下,此時半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)加速度響應曲線明顯小于可控阻尼器未開啟狀態(tài)下的基礎(chǔ)加速度響應曲線,同時繞可控阻尼器開啟狀態(tài)下的基礎(chǔ)加速度響應曲線上下小幅度波動。

由半主動控制浮筏隔振系統(tǒng)不同狀態(tài)下基礎(chǔ)加速度響應曲線的對比分析知,相比于可控阻尼器一直處于開啟或者關(guān)閉狀態(tài),可控阻尼器在本開關(guān)控制算法的作用下,可以比較有效地減小基礎(chǔ)加速度的響應。

當前第1頁1 2 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
志丹县| 榆林市| 藁城市| 精河县| 逊克县| 通河县| 米林县| 银川市| 蕲春县| 天长市| 万源市| 高青县| 江北区| 淮安市| 柘城县| 嘉禾县| 资源县| 西乡县| 三亚市| 淮安市| 桑植县| 邳州市| 黄石市| 云林县| 布拖县| 青海省| 余江县| 福泉市| 叙永县| 利川市| 北票市| 新余市| 额济纳旗| 抚远县| 甘孜| 济阳县| 湘潭市| 东平县| 城固县| 济宁市| 江西省|