[发明专利]一种双通道轴系横向振动主动控制装置

说明书

本发明公开了一种双通道轴系横向振动主动控制装置，该装置包含：加速度传感器一、二和三；振动控制器；信号放大器一、二和三；功率放大器一和二；电磁作动器一和二；以及作动器支架。其中，电磁作动器一、二通过作动器支架与中间轴承座连接，加速度传感器一、二和三分别将测得的振动加速度电信号传输至信号放大器一、二和三进行放大，经信号放大器一、二和三传输至振动控制器，振动控制器进行频谱分析和特征信号提取后获得振动信息；加速度传感器三提取轴系振动信号作为参考信号，电磁作动器一、二产生与轴系振动频率大小相同，方向相反的力用于抵消轴系振动，实现对多个方向的轴系横向振动的控制。

技术领域

本发明涉及一种轴系横向振动主动控制装置，具体涉及一种双通道轴系横向振动主动控制装置。

背景技术

轴系是动力传送的主要设备，它将主机和执行件(如船桨)有效连接，并且形成一套完整的动力体系，使设备(如船舶)正常行驶。当轴系出现主机力传递不均匀、力矩和安装不能对中、材料加工不精确等现象时，就会使轴系产生不平衡的状态，出现横向振动(此外，螺旋桨在不均匀的流场中工作，会引起船舶尾部的扰动，使船舶出现共振和局部振动)。严重的横向振动可能会引起轴系的弯曲应力过大，而使其断裂，危害人体生命。

目前，控制推进轴系横向振动一般有两种方法，具体如下：

(1)基于结构动力学原理在推进轴系结构设计中进行优化调整，主要是规避共振频率区间，通过改变外界激励频率来避免共振，如果外界激励频率是固定不变的，则可以通过改变轴系中某项参数(如改变轴承支撑刚度、支撑位置)，改变系统的固有频率，避开共振区域，达到减小系统响应和控制设备振动的目的。当共振现象不可避免时，可降低系统振动响应，例如轴稳定运行转速大于临界转速时，为了尽可能降低共振产生的破坏，就要快速越过共振区域，缩短在共振区域的运转时间，降低系统振动响应；

(2)对推进轴系结构附加控制器进行控制，包括被动、半主动以及主动控制等手段，控制横向振动响应幅值。被动控制即增加系统阻尼，消耗共振时产生的能量，实现减小振幅，降低共振影响的目标，例如安装轴承支撑时增大隔振器的阻尼等。

由于动力学优化设计方法的作用有限，而被动控制存在低频段无法控制的局限性，很有必要对推进轴系横向振动主动控制策略展开研究。现有的主动控制技术常用在控制轴系纵向振动方面，而用主动控制方法控制横向振动目前研究较少。并且由于横向振动的方向多变，相比纵向振动仅在轴系径向一个维度运动，其控制难度更高，运用简单的单通道横向振动控制效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种双通道轴系横向振动主动控制装置，通过振动控制装置控制两个电磁作动器输出与轴系振动方向相反、频率相同的力，从而达到从多个方向控制轴系横向振动的目的。