基于递归自适应算法的主动吸振模拟试验研究

　　前 言

　　在振动控制工程中,动力吸振器(DynamicVibration Absorber,以下简称DVA)结构简单、安装方便,是实施控制的重要手段和有效措施。传统的DVA属于被动式,DVA作为子系统附连于主系统上,改变了系统振动能量的分布与传递特性,从而达到控制主系统振动的目的。但是被动式DVA的有效吸振频带狭窄,且不可调节,应用受到限制。文献[1]研制了一种基于半主动吸振器的组合装置,实现了对具有连续变化频率的振动实施控制,但还不能对生活具有多个频率的复杂振动实行控制。

　　工程中,柴油机是主要振动源之一。有效地降低柴油机振动水平和隔离柴油机的振动向外传递,可以大大改善动力装置的运行环境,减少对其它设备的振动危害,提高整个装置的可靠性及延长使用寿命;对军用舰船,还可以提高舰船的自身的隐蔽性。被动式双层隔振装置可有效地隔离中高频振动向基础的传递,但在低频区,特别是装置的固有频率区内,隔振效果大大降低[2]。而主动减振技术对低频振动具有良好的控制效果。

　　本文利用了一种电磁式主动吸振器,与双层隔振系统结合成柴油机振动主动减振组合装置。设计了基于RLMS算法的控制器,建立了相应的控制系统。它可以根据主振系振动状态,自动调节主动力,实现宽频带吸振,从而大大拓宽了DVA的适用范围,提高减振效果。在模拟柴油机双层隔振组合减振台架上的试验结果表明,该装置具有良好的减振效果。

　　1 电磁式主动吸振装置及工作原理

　　1.1 电磁式主动吸振器结构

　　主动吸振器结构示意图如图1示。由顶杆、固定架、悬挂弹簧、直线轴承、磁钢、线圈、磁极环和外壳构成。其中磁钢为导磁性材料,磁极环为永久磁性材料,外壳为非导磁材料。线圈、顶杆与固定架一体与减振对象固连;外壳、磁钢及磁极环一体构成吸振器的动质量;固定架与动质量(减振对象与动质量)之间由弹簧连接,悬挂频率较低,该频率决定吸振器有效频带的下限,本吸振器的下限频率为10Hz。当线圈通有电流,产生的电磁力作用和反作用力分别作用在吸振对象和动质量上。控制电流,便可调节施力大小以达到控制吸振对象振动目的。

　　1.2 主动吸振装置及其工作原理

　　主动吸振装置如图2示:f模拟柴油机激振力;m1为模拟的减振对象(柴油机,为双层隔振系统的上层质量块),m2为双层隔振系统的下层质量块,两者通过减振器相连,减振器的刚度和阻尼分别为k1、c1。下层质量与地基用另一减振器相连,刚度和阻尼分别为k2、c2;m3、k3、c3和力发生器G是主动吸振器的简化模型。在这里,它作为一子系统和下层质量块m2相连,它的力发生器G产生的控制力f1分别作用于m2和m3。方程如式(1)