船用柴油发电机组主动减振试验,这是一篇与柴油发电机组论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
柴油发电机组论文参考文献：
摘 要： 针对某拖船柴油发电机组设计了一套主动减振系统.该系统由DSP处理器和6个惯性式电磁作动器组成,采用6输入6输出的自适应主动控制策略,控制器的参考输入信号由激光转速传感器测量柴油机的转速信号获得.在该拖船上进行了柴油发电机组单独工作时的主动减振试验,同时对水下的水声信号进行了监测.试验结果表明,不仅误差传感器所在位置的振动响应得到很好地衰减,而且布置在水中的水听器信号也得到了控制.关键词： 主动减振； 柴油发电机组； 惯性式电磁作动器； 水下辐射噪声
中图分类号：O328； TK4216文献标识码： A文章编号： 10044523（2013）02016009
引言
柴油机及各种泵等旋转和往复机械是船舶振动噪声的主要来源之一.这些设备产生的振动噪声一方面产生舱室噪声,是影响船舶舒适性的重要因素；另一方面,它们激励船体产生的水下辐射噪声会影响海洋考察船的探测距离和结果,更有甚者会影响海洋生态环境.对于军用舰船而言,这会对其生命力造成极大的威胁.因此人们一直在努力进行这类机械设备振动噪声的治理和控制.
传统的被动隔振技术如单层隔振、双层隔振、浮筏隔振等能有效地隔离船舶机械设备振动向基础的传递,已经在船舶领域得到了广泛的应用.但和其它振动被动控制技术一样,被动隔振技术也有其难以克服的缺点.如当结构确定以后,隔振效果就确定,无法适应外扰频率的变化；由于受结构的限制对低频振动的隔离效果不明显等等.因此被动隔振技术难以满足人们对振动日益严格的要求.
为了获得更好的减振效果,研究人员开始关注主动隔振技术[1～6].Mitsuhashi等人早在上个世纪80年代就针对一台实船柴油机采用液压伺服系统进行了主动隔振技术的研究[1].作者及所在的课题组也进行了类似的工作[2,3],采用液压作动器针对实际柴油机在实验室环境下进行了主动隔振技术的理论和实验研究,和文献[1]采用自学习算法不同的是采用了自适应控制算法.Moriyuki等人针对一台柴油发电机组采用电磁式作动器进行了主动隔振技术的研究和探讨[4].Winberg和Hansen等人承担了澳大利亚海军的咨询项目[5],以柯林斯级潜艇的柴油发电机组为应用背景,针对其一个隔振基脚进行了主动隔振的模拟试验研究.其采用的是惯性式电磁作动器.Winberg后来将这种惯性式电磁作动器应用到一艘豪华游艇上[6],对其推进主机进行了实船的主动隔振实验.
Moriyuki等人比较了不同类型作动器的隔振性能[4].他们认为,文献[1]采用的液压作动器对整个系统的刚度有不好的影响.由于液压作动系统的频率响应范围一般较低,所以非控制频带内的振动响应会通过液压油向基础传递.笔者的研究也表明液压隔振系统在系统频响范围内能取得很好的控制效果[2,3],但由于非线性因素的影响会放大高频的振动.在此基础上,笔者针对液压作动器的非线性因素进行了非线性控制研究,有效地抑制了高频振动响应的放大[7～9].
目前国际上开始在实船上应用主动隔振技术,已经有商业化的主动隔振基础出现[10].国内在这方面的研究整体上还处于实验室研究阶段.本文以某拖船柴油发电机组作为研究对象,在其采用单层隔振的基础上,开展了实船机械设备主动减振技术的试验研究,以检验在柴油机不同转速下所研制的柴油发电机组主动减振系统的有效性和对水下辐射噪声的影响.
1实船试验〖2〗11试验系统该拖船共使用两台柴油发电机组,柴油机为6135高速柴油机,净重1 228 kg,功率1103 kW,额定转速1 500 r/min,发电机采用TXF280L4H型发电机,重705 kg.整个柴油发电机组由6个BE400的减振器安装在机舱的艉部,选取左舷侧的柴油发电机组作为控制对象.
由于整个柴油发电机组仅通过6个BE400的减振器和船体结构相连,可以认为如果把柴油发电机组底座支架减振器安装位置处的振动进行了有效地控制,则可以控制整个柴油发电机组振动响应向船体结构的传递.所以振动主动控制系统采用6个惯性式电磁作动器,通过16 mm的过渡钢板安装在6个减振器的上方,在减振器安装螺栓上布置了6个图1柴油发电机组振动主动控制系统布置简图
第2期杨铁军,等： 船用柴油发电机组主动减振试验研究振 动 工 程 学 报第26卷加速度传感器作为主动控制系统的误差信号传感器,同时在减振器下方的船体支架结构上对应位置也安装了6个加速度传感器作为监控信号,整个主动控制系统作动器和传感器的布置如图1所示.在拖船的左舷侧外的水中布置了一个水听器,用来监控船体水下辐射噪声的情况.
整个振动主动控制系统的框图可见图2,为了方图2柴油发电机组振动主动控制系统框图
便说明,对每个惯性式电磁作动器进行了编号,各个加速度传感器则采用对应位置处作动器的编号.其中所研制的功率放大器还集成了高低通滤波器、加速度信号调理及激光转速传感器输出信号的调理功能,构成了一个集成化的振动主动控制（ CActive Vibration Control）用控制器.相应的试验环境如图3所示.
如图2和图3（c）所示,在柴油机和发电机之间的轴段上安装一个激光转速传感器,可以测量得到一个和柴油机转速有关的周期信号,这个周期信号经过低通滤波器,可以得到一组关心频带内包含柴油机基频及各阶谐频的简谐信号.这个信号幅值稳定,是较为理想的自适应前馈控制的参考输入信号.图4是柴油机在各个转速下运转时,激光转速传感器测得的转速信号通过截止频率为100 Hz的低通滤波器后的频域曲线.从图中可见,激光转速传感器测得的信号中包含了柴油机基频及其整数倍频的谐频信号.
取减振器上方的6个加速度传感器信号作为误差信号,采用6输入6输出的基于滤波xLMS自适应算法的控制策略[11],DSP控制器的6个输出分别驱动对应位置的惯性式作动器工作,以有效控制减振器上柴油发电机组底座支架的振动响应.振动主动控制系统中控制器输出到误差传感器输出之间的传递函数被称为误差通道,它的特性将影响主动控制系统的稳定性和控制性能,因此必须在控制算法中加以考虑,以补偿误差通道的影响.如图5所示,耦合的误差通道即每个作动器对于其它位置误差传感器的作用一方面是通过柴油发电机组机体耦合,另一方面通过两次减振器的作用传递.因此除了在整个柴油发电机组单层隔振系统的某阶模态频率处及其附近,这个耦合作用一般相对较弱,所以本文暂不考虑耦合误差通道的影响.这样6输入6输出的控制系统变成并行的6个单输入单输出的自适应控制系统,
结论：适合柴油发电机组论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关600kw柴油发电机组开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
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