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轴—壳体系统耦合振动控制原理分析及试验
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2012
  • 页码:103-108
  • 分类:TB535[理学—物理;理学—声学;一般工业技术] O327[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11172166)
  • 相关项目:螺旋桨脉动推力诱导的轴系-壳体耦合振动主动控制方法研究
中文摘要:

螺旋桨脉动力是引起轴系—壳体振动的主要因素。基于频域模型,研究轴—壳系统耦合振动特性及参数影响,从原理上分析在推进轴系上施加控制力来抑制耦合系统振动的控制方法,并讨论基于自适应前馈控制策略的主动控制方案。采用自适应对消及归一化最小均方算法,在轴上施加纵向控制力,实时抵消脉动推力,降低轴系纵向振动,由此抑制由于轴系振动所引起的壳体振动。仿真结果表明:控制力施加位置对控制效果影响很小,不同轴承刚度对控制力大小的需求不同,刚度较小时误差收敛速度较慢,刚度达到一定程度以后收敛速度不变。通过轴—壳体试验系统对原理分析进行验证,结果也表明推力轴承刚度对轴系纵振频率的影响,所提出的控制方法能够有效地抑制壳体振动。

英文摘要:

Propeller thrust fluctuation is the major factor that induces vibration in a shaft-hull system.Based on the frequency domain model of the shaft-hull system,dynamic characteristics of this system are discussed and the mechanism of suppressing the system vibration by applying control force on the shaft is analyzed.An adaptive feedforward control strategy is proposed in terms of the mechanism.Numerical results demonstrate that control forces applied on the shaft are able to cancel the fluctuating thrust force to reduce the longitudinal vibration of the shaft and the hull.The influence of parameters on the coupled system is also discussed and the results show that location of the control forces have little effect on the control performance,different thrust stiffness results in different control force level,and the convergence rate of the control error changes with the thrust stiffness,but it will keep unchanged when the stiffness is large enough.An experimental model is established to verify numerical analyses.Stiffness of the thrust bearing changes the longitudinal vibration frequency of the shaft,and the proposed active control strategy is able to suppress the shaft and hull vibration effectively.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603