船用柴电机组的主动隔振研究

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1、分类号：TP29密级：非密UDC：621编号：S2015-711-04硕士学位论文船用柴电机组的主动隔振研究StudyonActiveVibrationIsolationofMarineDieselGenerator指导教师姓名：沈建平职称：研究员学位申请人姓名：黄武雄申请学位级别：硕士专业名称：轮机工程研究方向：振动主动控制论文提交时间：2015年3月培养单位：上海船用柴油机研究所学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并于参考文献对应。除论文中已注

2、明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：2015年3月31日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和上海船用柴油机研究所有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门和机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中国舰船研究院和上海船用柴油机研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开内部秘密，在年解密后适用本授权书。学位论文作者签名：导师签

3、名：2015年3月31日2015年3月31日摘要船用柴电机组的主动隔振研究摘要船舶动力装置以及各种辅助设备（泵、风机、压气机、发电机等）的振动噪声会严重恶化乘载条件，降低舰船隐蔽性，传统的被动隔振方法在低频情况下难以实现有效隔振。对旋转或者往复机械系统而言，其振动频谱特征多为线谱，因此，本文结合被动隔振在高频的宽频隔振优点与主动隔振在中低频的线谱隔振能力来减小船用柴电机组的振动，探讨主被动隔振在实际控制中所需的算法和技术。论文首先通过频响函数综合法建立了船用柴电机组基于频响函数的子结构模型。理论仿真和建模仿真对比表明，基于子结构的频响函数综合法能够精准有效的描述船用柴电机

4、组隔振平台的频域传递特性。其次，从自适应滤波器概念入手，建立起基于FxLMS前馈算法的多通道主动控制算法。基于频率在线估计的跟踪滤波器，能准确地滤出干扰信号中不同频率的信号分量来还原各自频率下的参考信号。同时研究了基于LMS算法的自适应系统辨识，并将其应用到对误差通道的辨识中去。另外，本文为了克服FxLMS前馈算法对参考信号的敏感，采用误差信号以及对误差通道的辨识来还原出干扰响应信号作为控制参考信号。然后，在前述工作基础上，研究了多通道主动隔振中的通道窜扰问题和外部干扰过大时的控制输出饱和问题。论文的一个创新点就是通过引入去耦合滤波器来增加还原出来的参考信号和干扰信号之间

5、的相干性，降低通道窜扰影响。同时通过仿真证明了人工生成的参考信号存在信号相干性不足的问题，即使采用转速信号作为参考信号，也面临线谱中半倍频的缺失，从而无法实现这些频率的控制。此外，通过引入饱和函数来解决控制输出的饱和抑制问题，并应用到多通道的控制仿真中去。最后，分别通过验证实验和柴电机组隔振平台实验对主动控制算法和技术进行了验证。在基于柴电机组主动隔振平台的实验中，只能实现有限几条谱线的减振控制效果，某些谱线甚至存在振动放大的现象且半倍频振动未能有效控制，需要加强作动器和功放输出能力、优化控制算法、完善参考信号的频域特征来改善控制效果。特别是在低频情况下几乎没有控制效果，

6、主要原因是基础的近刚性以及作动器在低频的输出能力较低。关键词：船用柴电机组；自适应控制；多通道主动隔振；滤波-xLMSⅠAbstractStudyonActiveVibrationIsolationofMarineDieselGeneratorABSTRACTVibrationandnoiseofmarinepowerplantandvariousauxiliaryequipments(pump,fan,compressor,generatoretc.)willseriouslydeterioratetheloadingconditions,reduceshipconce

7、alment.Traditionalpassivevibrationisolationmethodinthelow-frequencycaseisdifficulttorealizevibrationisolation.Fortherotatingorreciprocatingmechanicalsystem,thevibrationfrequencycharacteristicisdiscretelinespectrum.Thereforethispapercombinedwiththebroadbandisolationa