基于dsp的振动主动控制器设计及其应用研究（可复制）.pdf

摘要振动主动控制技术是振动工程控制领域的前沿课题,是振动理论与现代控制理论相结合而产生的新技术,而控制器是振动主动控制系统的重要组成部分本文根据系统功能和技术指标,设计了一套以:心的硬件平台,描述了硬件平台各部分的接口形式和设计方法,着重讨论了了各部分之间的接口设计问题和各部分的通讯联系。每个部分的接口都是围绕着氖莶杉褪荽湔箍5模悦恳恢纸涌诙几隽讼晗的接口形式和实现逻辑。文中将研制出来的主动控制器,与双层隔振结构、电磁式半主动吸振器有机结合,建立了半主动吸振系统。该系统频率连续可调,能自动跟踪减振对象的振动频率变化,设计了两套实验方案,实验结果表明,半主动吸振系统能有效抑制结构振动。本论文主要研究内容包括:布教ǖ淖芴迳杓疲硗忌杓啤⒌缏钒迳杓疲缏钒宓魇浴甈波以及测频程序的设计胫鞫裣低吃谡穸刂浦械氖笛檠芯俊关键词:振动主动控制;控制器;话胫鞫裣低哈尔滨工程大学硕士学位论文
哈尔滨工程大学硕士学位论文甌瑆.—,.—骯.:
第滦髀引言济和国防建设中得到广泛应用,特别是在船舶方面,柴油机作为主机和辅振动控制是振动工程领域的一个重要分支,是振动研究的出发点和归否则会影响系统在低频段的隔振性能。无论是采取单层隔振系统还是双层高,除继续发展被动控制理论和技术外,人们亦开始注重主动控制振动方法的研究。主动控制振动需外界供给能量,它是利用外界能量产生控制振动所柴油机在各种热能动力机械中油耗低、热效率高、功率范围宽广、适应各种转速、起动迅速、运行安全、维修方便、使用寿命较长,在国民经机更是占主要地位。船舶柴油机动力装置的振动影响着船体结构的安全性和相关机械的可靠运行,干扰仪器设备的正常工作,同时对环境造成污染和危害,在军用舰船中,动力装置振动严重影响其隐蔽性和战斗力。因此,对于船舶柴油机动力装置振动控制技术的研究,始终备受重视。宿,其任务是通过一定的手段使受控对象的振动水平满足预定的要求。柴油机的隔振系统作为一种能有效隔离柴油机振动的装置已得到广泛应用。大量的研究表明,在不考虑设备、中间框架和基座的弹性及系统中的阻尼的情况下,单层隔振系统的传递率在共振峰后的下降斜率为,双层隔振系统的传递率在第二菇振峰后的下降斜率为。因此,与单层隔振装置相比,双层隔振装置在隔离高频结构噪声方面有很大的优越性,而且实验研究表明它的抗冲击性能也很好,所以在消声要求比较高的船舶上得到广泛应用。当隔振系统的干扰频率一定时,支承系统的固有频率越低,则隔振效果越好,但从稳定性的角度考虑,被动隔振系统的固有频率不能设计得太低,隔振系统实现振动的控制,都属于被动控制,随着对振动控制的要求愈来愈需要的力或运动。这种控制效果较好,对原结构改变不大,调整也方便。目前,在阻振、吸振和隔振领域,均已开展了相应的主动控制技术研究。由于哈尔滨工程大学硕士学位论文
此对非常低的频率嘤辛己玫母粽裥Ч⑶夷苁视λ婊耐饨绺扇振动主动控制是指在振动控制过程中,根据所检测到的结构振动,应自年岢龆ξ衿鞯母拍钜岳矗赜诙ξ竦睦砺垩意的结果,且结构简单、使用方便、成本低。吸振器的最大特点是通过调谐来吸收主要振型的振动,和通过阻尼损耗结构振动其他振型的振动能量来控制振动。因此可在一个较宽的范围内,在调谐频率上抑制结构振动,所阻尼机理复杂,研究工作主要集中在主动吸振和主动隔振的控制技术上。主动隔振系统一般包含反馈控制系统,它能跟踪控制机械系统的振动特性,因和系统参数的不确定性,所以它是一种很有前途的振动控制方法。用一定的控制策略经过实时计算,从而驱动作动器对结构施加一定的影响热缌Α⒘达到抑制或消除结构振动的目的。图为一个基本的振动控制系统的构成框图。传感器采集研究对象的振动信号,经过初步处理后瞬ā⒎糯蟮,送入控制器,控制器根据既定的控制算法对信号进行分析、运算,得到的控制信号输出送至作动器,实现对对象的主动控制。图振动主动控制系统基本构成振动主动控制技术可分为:主动消振、主动吸振、主动隔振、主动阻振。速发展起来。近年来,在经典的单自由度无阻尼动力吸振器的基础上,逐步形成和发展了一系列的动力吸振形式,同时对动力吸振器的吸振机理研究也取得重要进展。近来,在船舶上安装动力吸振器或调谐阻尼器取得令人满以一个吸振器往往可以控制几阶共振频率的振动,这样就扩大了吸振器控哈尔滨工程大学硕士学位论文
制的适用范围。吸振器的另一个特点是它所损耗的结构振动能量取决于结构上某一局部位置的振动位移。因此,它的安装位置是在大位移响应点上,而并非一个面,施工简单、机动灵活。在主动控制系统中,控制器能否给出精确的控制信号成为系统的核心技术之一。因此控制器是主动控制系统中的核心环节,由于被控对象的不同,以及对系统静态、动态特性的要求和所应用的控制策略的不同,可以构成各种类型的控制器,由它可以实现所需的控制律。主动振动控制系统对相位要求严