船舶动力机械混合隔振系统的优化设计

综合分析了混合隔振的原理,揭示了混合隔振的实质就是被动隔振系统和主动隔振系统的多目标联合优化问题.针对船舶中常用的双层隔振系统,进行了混合隔振优化设计和数值仿真.仿真结果表明,混合隔振技术在船舶动力机械隔振方面有着广阔的应用前景.     

基于柔性基础的双层隔振系统概率灵敏度分析

对基于柔性基础的双层隔振系统的功率流传递特性进行了分析,利用有限元分析软件ANSYS计算了传递到基础的功率流,并用概率灵敏度分析方法研究了功率流对隔振系统给定参数的灵敏度,为双层隔振系统的优化设计奠定了基础.     

隔振系统的灵敏度分析

灵敏度分析是一种评价因设计变量或参数的改变而引起目标函数特性敏感程度的方法。通过对隔振系统的各个参数进行灵敏度分析,确定调整何种设计参数最为有效,从而合理地选择设计参数,可以大大简化隔振系统的优化设计过程。文中对各种灵敏度分析方法进行了分析比较,并应用Sobol′法和FAST法这两种全局灵敏度分析方法对双层隔振系统进行了灵敏度分析,其分析结果对于隔振系统的优化设计有重要的意义。     

主被动混合隔振的虚拟样机技术

为了能够更准确方便得到主被动混合隔振系统的特性与设计参数,利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行了主动控制仿真研究。首先,对主被动混合隔振平台进行了理论计算与模态分析;然后,通过ADAMS软件创建了混合隔振平台的虚拟样机,并将其导入至MATLAB/SMULINK中搭建了主被动混合隔振系统,通过变步长法对主被动混合隔振系统进行了次级通道辨识,并在此基础上基于多通道Fx-LMS算法进行了主被动混合隔振的效果分析。仿真结果表明:利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行主动控制取得了较好的控制效果,为主被动混合隔振物理样机的设计与制造提供了新的思路与方法。     

双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法

针对双层气囊隔振装置高精度姿态平衡控制需求,提出多目标协同姿态控制方法。通过建立双层隔振装置动力学模型、充放气控制等效作用力模型,建立了控制响应特性分析模型。并基于多目标满意优化方法建立了多目标协同姿态控制方法,使得双层气囊隔振装置能够较好地适应上下层气囊隔振装置姿态耦合,实现姿态平衡控制,并可有效抑制结构弹性变形对姿态平衡控制的影响。在双层气囊隔振装置上验证了该控制方法的可行性。该方法将用于某型船舶大型发电机组双层气囊隔振系统,实现双层气囊隔振装置柔性支撑状态下的姿态平衡控制。     

柔性神经网络滑模主动控制技术

针对复杂激励条件下的振动控制,对Jiles-atherton模型的磁致伸缩作动器在双层隔振系统中的主动控制进行了研究。以传统滑模控制为基础,提出一种柔性神经网络滑模控制算法。用正则化方法设计控制器的切换矩阵,建立神经网络权值和柔性映射参数更新学习公式,并将该控制策略应用于双层隔振系统的振动主动控制中。通过单频、多频及随机信号激励进行仿真研究,结果表明:柔性神经网络滑模控制器具有较强的鲁棒性,具有较好的控制效果。     

基于磁流变阻尼器的车辆悬挂二自由度模型控制算法

将磁流变(MRF)新型阻尼减振器用于车辆悬挂减振系统中,用以实现变阻尼式履带车辆悬挂系统半主动控制。在基于线性二次型最优控制理论(LQR法)的基础上,对车辆悬挂系统的半主动控制算法进行了深入研究,建立了二自由度1/4车体的动力学模型,并对其控制效果进行了仿真,结果表明这种半主动控制算法对车辆悬挂系统的半主动有着很好的效果。     

主机气囊隔振系统抗冲击设计

为了改善主机的抗冲击性能,首先基于气囊限位装置的动力学模型,理论分析了系统响应峰值随限位器的间隙、刚度参数变化的趋势;然后,采用数值仿真的方法分析了限位器间隙、刚度、阻尼比和橡胶层厚度对主机隔振系统抗冲击性能的影响,并对主机气囊隔振系统的限位参数进行了设计,结果表明:通过气囊隔振装置限位参数的优化设计,可明显降低主机的冲击响应。     

双层隔振系统运动响应的分析

本文首先用矩阵转移法建立了双层隔振系统的运动微分方程组,然后用K.A.Foss法对这一12自由度非等比例粘滞阻尼系统进行了分析,编制了相应的数值计算程序,通过计算结果与实验结果的对比,得出了在设计双层隔振装置时应注意的几个问题。     

基于次级通道在线辨识变步长主动隔振控制算法研究

针对主动隔振中次级通道存在的时变特性和传统在线辨识方法导致的主动隔振效果较差问题,提出了一种基于次级通道在线辨识的变步长主动隔振控制算法.通过附加高斯白噪声对次级通道实时建模,同时引入功率因子在设定范围内对主动控制迭代步长和白噪声功率进行调整,并搭建了单通道主动隔振实验平台,仿真和实验研究结果表明:所提算法降低了计算量...     

航天器隔振器多目标优化方法

由于存在各种高频内部扰动,高精度航天器通常需要进行隔振设计,而被动隔振装置被广泛采用。在被动隔振装置设计中,抑制共振响应峰和隔离中高频振动存在很强的冲突性,需要进行多目标优化设计。建立了隔振系统的动力学模型,提出了以传递函数共振峰幅值和中高频衰减为目标函数的多目标优化模型;提出了基于分解的多目标进化算法对单级和两级隔振装置进行多目标优化的设计方法;对某空间隔振装置进行了数值仿真,结果验证了本文算法的有效性。     

一种改进的基于频率调节的自适应多线谱控制算法及其试验研究

针对一种传统的基于频率调节的线谱自适应FXRLS控制算法进行了分析。首先,提出了改进的线谱控制方法;然后,通过分析其基于参考信号生成的频率调节结构,提出了改进措施,形成了改进的基于频率调节的自适应FXRLS线谱控制方法。仿真分析表明:相比原算法,改进算法的参考信号估计频率收敛更加精确,具有更好的稳态性能。同时,经双层隔振平台线谱控制试验表明:改进后的算法能够在线谱信号精确频率未知的情况下,对线谱进行有效的振动抑制。     

基于MOEA/D的航天器隔振器多目标优化方法研究

由于存在各种高频内部扰动,高精度航天器通常需要进行隔振设计,而被动隔振装置被广泛采用。在被动隔振装置设计中,抑制共振响应峰和隔离中高频振动存在很强的冲突性,需要进行多目标优化设计。首先,建立了隔振系统的动力学模型,提出了以传递函数共振峰幅值和中高频衰减为目标函数的多目标优化模型;其次,提出了基于分解的多目标进化算法（MOEA/D）对单级和两级级隔振装置进行多目标优化的设计方法;最后,对某空间隔振装置进行了数值仿真,结果验证了本文算法的有效性。     

主被动混合隔振中的功率放大器设计及实验

磁悬浮主被动混合隔振能有效控制机械设备的宽频振动和低频线谱振动。功率放大器作为该系统的功率变换装置,其性能直接影响主被动混合隔振效果。通过介绍PWM开关功率放大器的基本原理,分析了设计参数对其性能的影响。针对主被动混合隔振需求,对开关功率放大器进行了参数设计。仿真和实验结果表明:该功率放大器参数设计合理,能满足主被动混合隔振需求。     

双层隔振系统的模糊-PID控制方法

PID算法简单,稳态性能好,但动态性能差.模糊控制方法灵活,适应性强,不依赖于受控对象的数学模型,可以处理系统参数的非线性和不确定性问题,动态性能好,但稳态性能差.为提高双层隔振系统隔离低频结构噪声的不足,将模糊控制理论应用于双层隔振系统,较好地实现了两种算法的结合,弥补了该系统动态性能差的缺陷.仿真结果表明该方法有良好的减振效果.     

基于深浅知识的混合诊断模型

针对大型电子设备的诊断问题,提出一种基于深、浅知识的混合诊断模型,给出了诊断知识的组织模型,论述了混合诊断模型的建立,并给出了完整的推理控制算法。基于这种模型,研制了ＰＬＴＳ平台罗经自动测试系统．     

车用磁流变减振器动力性能实验分析

MRF阻尼器结构简单、体积小、能耗低、反应迅速且阻尼力可调范围广, 已经成为新型履带车辆半主动悬挂系统优先选择的方案。基于磁流变液体本构关系的Bingham模型,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行了实验研究,获得了不同振幅、频率、电流强度下的阻尼力变化曲线,从不同的侧面获得了MRF阻尼器的动力性能。结合Hrovat限界最优半主动控制算法和车辆悬挂系统振动的半主动控制策略,仿真分析了磁流变阻尼器对整车振动的控制效果,并与LQR控制结果作了比较。     

磁悬浮隔振系统的行为与分析

磁悬浮隔振是一种新型的主动式隔振技术。文中首先对磁悬浮隔振系统做一般性的说明,然后以自行研制的磁悬浮隔振试验装置为对象,分析了磁悬浮隔振的机理和特性;论述了磁悬浮隔振系统的建模和控制策略;最后对磁悬浮隔振系统运行与特性进行分析并给出了分析结果和仿真结果的比较。     

基于模糊PID控制的磁流变半主动抗冲击系统最优设计研究

为弥补被动隔振系统抗冲击设计中存在的不足,根据最优抗冲理论,设计了磁流变阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲击系统。针对磁流变阻尼器非线性强、PID控制参数难实时调节等问题,设计了模糊PID控制器并进行了模拟仿真。通过对不同抗冲方法和极限情况的仿真证明:基于模糊PID控制的磁流变半主动最优抗冲设计可以在保证设备安全的前提下,减小冲击加速度和系统位移,提高被动隔振系统的抗冲击性能。     

混合隔振系统中电磁作动器的优化设计

由于混合隔振系统中的电磁作动器对电磁力、体积重量、损耗等指标有着严格的限制,因此电磁作动器的优化设计显得十分重要。为此,提出了电磁作动器系统参数(包括几何尺寸参数和电参数)的优化设计方法,推导了电磁作动器总损耗与系统参数间的关系。通过有限元分析软件ANSYS中的优化设计模块,使用ANSYS参数化设计语言建立了在保证电磁力及体积限制条件下,以总损耗最小为目标函数的三维参数化分析模型,多次循环迭代求解后得到了较为优化的系统参数。仿真及实验结果表明:按照该方法设计的电磁作动器能够满足各项设计指标要求,且性能比其他参数下更为优化。