舰船浮筏隔振系统的主动控制研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wx1980_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
舰船上机械动力设备运行产生的振动及其引起的辐射噪声有着很大的危害,严重降低舰船的隐身性能和作战能力。对动力设备采取隔振技术可有效降低传递至船体结构的振动和噪声,这是舰船减振降噪最重要的技术手段之一。常见的隔振系统主要有单层隔振系统、双层隔振系统和浮筏隔振系统。然而传统的隔振系统都属于被动控制,当结构确定后,隔振效果即确定,无法适应工况的变化,且由于结构限制对低频振动难以取得良好的隔振效果。将控制技术与隔振技术发展起来的主动隔振技术具有隔振效果好,适应性强等优点,是目前舰船隔振领域重要的发展方向之一。本文首先建立了单层隔振系统、双层隔振系统的动力学模型,分析了这两种隔振系统的振动传递特性,并研究了当单层隔振系统在分别增加以位移、速度、加速度三种反馈信号为基础的主动力作用时的隔振性能。接下来以双层隔振系统为研究对象,首先建立了双层主动隔振系统模型,针对系统模型和激励信号已知的情况,采用FxLMS控制算法来设计前馈控制系统,进行了双层隔振系统自适应前馈控制的仿真研究;针对激励源在实际工作中时常发生变化以及难以建立整个系统的精确数学模型的情况,研究采用模糊控制算法来设计反馈控制系统,同时进行了仿真研究。结果表明,设计的两种主动控制系统相比于被动控制,其隔振效果都得到了显著提高。然后采用ADAMS动力学分析软件和ANSYS有限元分析软件相结合的方法建立了浮筏隔振系统的刚柔耦合模型,并对建立的模型进行了模态分析和谐响应分析。为给设计浮筏隔振系统提供指导借鉴,本文还将输出浮筏筏体功率流作为隔振效果评价指标,探讨了浮筏隔振系统的结构参数对隔振效果的影响。最后针对所建立的浮筏隔振系统刚柔耦合模型,设计模糊控制系统,运用ADAMS与MATLAB软件进行联合仿真分析,研究了模糊控制算法在浮筏隔振系统主动控制中的可行性和有效性。仿真结果表明,不管是在单机组运行还是双机组运行的工况下,相比于被动控制,基于模糊控制算法的浮筏主动隔振系统都具有明显更佳的隔振效果。
其他文献
关于船舶动力装置的排放法规越来越严格,而燃油的破碎蒸发过程直接决定燃烧过程的好坏,进而对动力性和排放性能有着重要影响。相较于车用柴油机,船用低速柴油机的喷油器通常具有更大孔径的喷孔和大压力室结构以实现更高的燃油喷射速率,不同的喷嘴结构势必会对喷雾现象造成影响,而目前关于船用柴油机喷雾特性的实验研究还非常稀少。同时,雾化特性参数是低速机燃烧系统设计开发和优化的重要参考依据,并可对计算模型的进行标定和
加筋板结构具有质量轻、强度大、稳定性好等优点,作为船舶结构的主要组成部分,当其振动过大时会影响船上设备运行、危害人员身体健康。声子晶体作为固体物理学中晶体概念的宏观延伸,具有阻止特定频率范围的弹性波在其内部传播的特性,因此在减振降噪领域拥有良好的应用前景。本文在加筋板结构中引入声子晶体子结构,对声子晶体加筋板的带隙特性、传递特性以及隔声特性进行研究。本文对声子晶体结构和加筋板简化计算方法的研究现状
引汉济渭秦岭输水隧洞随着埋深增大地应力增加,导致岩爆灾害频发,这为研究岩爆前兆微破裂的演化规律提供了研究素材。本文研究围绕“岩爆微破裂前兆及演化规律”这一关键问题展开,依托陕西省引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工区微震监测项目,以现场地质资料和微震监测数据作为研究基础,借助现场微震监测和岩石破裂过程分析软件(RFPA)分析TBM开挖扰动下岩爆前兆的微破裂演化规律和应力场的迁移演化过程。通过分析岩爆孕育过
自动紧急系统可实现在紧急情况下的自动避撞功能。车辆实际行驶过程中工况复杂,在不同路面条件、不同坡度载荷等情况下,自动紧急制动(AEB)阈值发生变化,容易出现制动不及时和误报情况。本文首先在不同载荷、坡度、路面摩擦系数等条件下,进行制动减速度估计,然后对AEB的不同场景进行识别,根据不同工况,采用基于期望加速度估计的安全距离算法,计算出预警、部分制动和全制动的安全距离,在Simulink和CarSi
在沿岸修建防波堤等护岸结构可以有效阻挡波浪入侵,以保护港口设施和人员安全。但在强非线性波的冲击作用下,防波堤自身容易受到严重破坏。相较于传统直立式和斜坡式防波堤,“┓型”防波堤可以有效防止越浪发生,但在遭受波浪冲击时,其角点附近通常存在较大冲击压强,难以保证“┓型”防波堤安全地应用于实际工程领域。除此以外,沿岸堤面上的护面砖块在受到极端波浪的冲击作用后也同样会发生破坏。因此,本文基于SPH法开展了
随着全球气候增暖大背景下的北极海冰快速变化,北极航运与资源开发已经成为世界各国关注的热点问题。海冰力学特性是冰区船舶在设计与安全运行时所必须考虑的重要参数。冰区船舶在破冰航行过程中与冰的作用速度已经超出了传统冰压缩强度试验的范围,因此为探究撞击作用下冰的破坏机制,在前人研究的基础上,自行设计研发了适用于不同场景的冰冲击试验机、落锤式冲击试验机以及原位摆锤冲击试验机;其中冰冲击试验机适合在室内外进行
随着船舶制造业的快速发展,工业污染严重,环境问题日益严重。船舶领域,建造油耗少,低污染,环保节能的绿色船舶是实现节能减排、加强环境保护、提高结构性能的重要手段。船舶轻量化设计是建造绿色船舶,开发高技术船舶的关键技术之一,是未来船舶业发展的重要课题之一。因此无论是水上结构还是水下结构开展轻量化设计的研究工作十分重要。拓扑优化方法是实现轻量化设计,设计轻质结构的重要手段,相较于传统单一尺度下的结构拓扑
有限单元法(FEM)是最知名、应用最广泛的数值方法之一。使用FEM进行结构分析时一般步骤为:创建几何模型,网格划分、创建分析模型,分析计算,进行后处理。复杂几何模型需要使用计算机辅助设计(CAD)系统来建立,而分析计算需要在计算机辅助工程(CAE)系统中进行。CAD系统与CAE系统之间内部数据表达、几何表达方式的差异致使需要进行网格划分来将用非均匀有理B样条(NUBRS)表达的几何模型二次离散为F
近年来,全球气温逐渐升高,北极海冰融化越来越剧烈,北极冰层的覆盖率逐年降低,这使得极区的通行逐渐成为可能,北极地区由于其优越的地理位置,成为十分具有战略意义的地区,近些年来受到各个国家越来越多的关注,同时北极还有丰富的石油,天然气,煤矿等自然资源,这些都使得北极研究成为热点问题。作为北极开发的载体,极区船舶在极区航行时,会受到冰载荷作用,极区运输船舶往往不需要具有很强的破冰能力,在破冰船领航的前提
防波堤作为海岸建筑物中重要的组成部分,对港口建筑物起到保护作用,为船舶的停靠以及作业提供了有力保障,而斜坡式防波堤正是其中应用最为广泛的结构型式之一。而在海外工程施工过程中,常遇到长周期波浪对防波堤工程产生重要影响。本文采用物理模型试验与数值模拟相结合的方式,针对长周期波浪作用下的斜坡堤水动力特性展开研究。依据秘鲁钱凯港的工程实例,开展物理模型试验,采用JONSWAP谱模拟不规则波,利用符合工程实