基于能量吸收的复杂隔振系统减振与抗冲击集成主动控制理论与实验研究

机械振动噪声尤其是船舶动力装置振动是船舶水下声辐射的最重要来源之一，采用复杂隔振系统后，低频振动的控制成为关键问题。动力装置是船舶的核心，保证动力装置在冲击条件下的安全极为重要。既要消减低频振动，又要抵抗外部冲击，这给复杂隔振系统振动主动控制带来了新的基础问题。为了综合提高动力装置的隐身性能和安全性，本项目提出了复杂隔振系统减振与抗冲击集成主动控制新思路，将采用能量吸收方式作为集成控制手段，针对振动冲击传递途径进行控制，研究主动吸能器在复杂隔振系统的设计方法与布放规律，研究振动与冲击集成控制规律和算法，做到"平时减振，遇冲抗冲"，进而为复杂隔振系统振动冲击主动控制的应用提供基础工具。

机械振动噪声尤其是船舶动力装置振动是船舶水下声辐射的最重要来源之一，采用复杂隔振系统后，低频振动的控制成为关键问题。动力装置是船舶的核心，保证动力装置在冲击条件下的安全极为重要。既要消减低频振动，又要抵抗外部冲击，这给复杂隔振系统振动主动控制带来了新的基础问题。在核电站中，动力设备尤其是柴油机组给周围环境带来了振动，需要进行振动控制，同时为了抵御地震冲击对设备的危害，还需要进行同步的冲击控制。为了综合提高动力装置的隐身性能和安全性，项目提出了采用能量吸收方式作为集成控制手段进行复杂隔振系统减振与抗冲击集成主动控制的新思路。.为了计算含有动力吸振器的复杂隔振系统的动力学响应，项目采用多刚体理论、谱分析原理和Newmark逐步积分法进行了复杂隔振系统建模和动力学特性分析，探索了动力吸振器在隔振系统中的抗冲击作用的原理，得到了系统冲击响应的规律，优化了系统抗冲击设计的参数。.设计了一种改进型的半主动吸振器，比传统的形式具有更好的稳定性、更紧凑的结构、更轻的质量和更宽的频率调节范围。设计并搭建了一个模拟浮筏实验台，在实验台上进行了作动器的振动、冲击控制实验，探索了吸振器对冲击的控制规律，并进行了控制软件、硬件和作动器的联合调试，实验结果表明所设计的半主动控制系统具有较好的频率跟随特性，且能够及时识别振动与冲击工况的转变，使得最大冲击峰峰值下降了52%。设计了冲击的主动控制算法和控制实验，实验结果表明，通过主动控制后，冲击的峰峰值下降了40.9%。本项目实现了“平时减振，遇冲抗冲”集成控制的要求。.项目积极将新技术进行了应用研究与拓展研究。将30kg半主动吸振器应用在50吨重的旋转机械台架上，取得了整机降低3-5dB的效果，突破了传统的吸振器质量大于母体质量10%的设计理念。项目拓展研究了轴系抗力矩冲击方法，并将此方法应用于核电站柴油发电机组的设计。.项目发表及录用了论文17篇；申请发明专利11项，其中授权3项；获得黑龙江省科技进步二等奖1项。