气囊支撑浮筏隔振系统姿态控制研究.pdf

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1、第38卷第9期舰船科学技术Vol.38,No.92016年9月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYSep.,2016气囊支撑浮筏隔振系统姿态控制研究吴金波，张松魁(华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074)摘要:将气囊隔振器应用于舰船浮筏隔振装置，通过控制气囊充、排气可实现浮筏的姿态调整。目前以气囊工作高度为指标的控制方法，存在各个气囊压力分布不均和调节过程振荡的问题，针对该问题提出一种基于气囊工作高度、实际压力与最优压力偏差的浮筏姿态控制策略。将调整分为高度调整和水平姿态调整2个阶段：首先采用模糊控制快速将输出轴调整到对中高

2、度，然后以"高排低充"的策略精确调整浮筏水平姿态。试验结果表明，该控制策略能更加快速、平稳、精确地调整浮筏姿态。关键词：气囊；浮筏；隔振；姿态调整；模糊控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1672–7619(2016)09–0049–05doi：10.3404/j.issn.1672-7619.2016.09.009Researchonattitudecontroloffloatingraftvibration-isolationsystemwithairspringWUJin-bo,ZHANGSong-kui(SchoolofNava

3、lArchitectureandOceanEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Airspringsareequippedonshipfloatingraftvibrationisolationsystem,andtheattitudeadjustmentoffloat-ingraftcanberealizedbycontrollingtheairbagcharginganddischarging.Tosolvethecontro

4、lproblemofpressuredistribu-tionandraftoscillatinginthecourseofraft'sattitudeadjustment,ancontrolstrategyisproposedbasedonairspring'sheightandpress,whichcontainstwostages:first,outputshaftalignmentisachievedusingfuzzycontrol;then,usingastrategyof'high-dischargeorlow-charge'toadj

5、ustthehorizonattitudeprecisely.Testsarecarriedouttoverifytheefficacyofthisstrategy,andthetestresultsindicatethatthedesignedcontrolsystemiseffective.Keywords:airspring；floatingraft；vibrationisolation；attitudeadjustment；fuzzycontrol0引言代表性的控制方法：基于气囊的高度检测，选择高度低于额定值且偏差最大的2个气囊，对其中压力最

6、小减小动力装置的机械振动能够提高舰船隐身性能的进行充气，实现姿态调整。该方法仅以高度为基准和改善机舱工作环境，浮筏隔振装置是一种有效的隔选取气囊，会造成调整结束后气囊载荷分配不均匀，振降噪系统，目前已经大量应用到舰船动力装置和其并且由于采取了连续的充气策略，导致超调量过大，他机械设备的减振降噪中。气囊隔振器具有固有频率调整过程中存在严重振荡。低、稳定性高、承载能力大等特点[1–2]，以气囊代替传为了进一步提高轴系对中精度和浮筏姿态调整的统浮筏隔振装置中的橡胶隔振器能显著提高舰船的减平稳性，本文提出一种基于气囊的高度、实际压力与振降噪能力，俄罗斯已经研

7、制了潜艇的气囊支撑浮筏最优压力偏差的浮筏姿态控制策略。首先，对大载荷隔振系统，近几年国内相关研究也取得重要进展[3,4]。浮筏隔振系统进行分析，通过气囊状态、位置和浮筏气囊的缓慢漏气、外界扰动等会导致浮筏产生倾重心求解得到气囊的最优压力；然后，将调整分为高斜，因此需要采取一定的主动控制策略对气囊进行度调整和水平姿态调整2个阶段，在高度调整阶段，充、排气，调整浮筏姿态以满足轴系对中的要求[5]。根据气囊的高度、实际压力与最优压力偏差综合指标文献[4]针对柴油发电机六气囊隔振装置提出一种具有函数选取气囊，采用模糊控制确定气囊充排气时间，收稿日期:2016

8、–04–27基金项目:国家自然科学基金资助项目(50909046)作者简介:吴金波(1974–)，男，副教授