【摘要】： 工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用著以彈性連桿機構(gòu)為主體的各種高速機構(gòu)，這些機構(gòu)由于阻尼小、整體大位移和局部彈性變形之間存在剛彈耦合，所以極容易受到外界的干擾發(fā)生振動并產(chǎn)生強烈的噪聲輻射，對周邊環(huán)境造成噪聲污染。工業(yè)生產(chǎn)中的噪聲問題已經(jīng)越來越受到人們的重視，噪聲控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機電產(chǎn)品綠色設(shè)計的主要研究內(nèi)容之一。對高速機構(gòu)進行準(zhǔn)確的噪聲輻射性能分析，有效的抑制機構(gòu)噪聲輻射，是我們必須面對的一個重要研究課題，這也是機械、航空航天及軍事工業(yè)等領(lǐng)域設(shè)計良好產(chǎn)品所必須解決的關(guān)鍵問題之一。本文對彈性連桿機構(gòu)聲輻射性能分析、控制等問題進行了詳細(xì)的討論，取得了一些有價值的理論研究成果。 本文基于對彈性連桿機構(gòu)的彈性動力學(xué)分析，建立了機構(gòu)的有限元動態(tài)方程。從機構(gòu)振動響應(yīng)出發(fā)，對機構(gòu)聲輻射性能指標(biāo)的計算進行了詳細(xì)地分析，通過算例對彈性連桿機構(gòu)聲輻射規(guī)律進行了討論。通過對彈性機構(gòu)振動波數(shù)譜分析，得出了機構(gòu)振動與聲輻射之間的關(guān)系。并依此對機構(gòu)動態(tài)方程進行了改造，得出了一個以機構(gòu)聲輻射性能的量度為變量的新的動態(tài)方程，為后面機構(gòu)聲輻射控制研究提供了方便。 采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法對機構(gòu)聲輻射控制問題進行了研究。選取機構(gòu)桿件厚度為設(shè)計變量，以機構(gòu)質(zhì)量和聲輻射性能量度的加權(quán)和為目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用改進了的變尺度優(yōu)化算法對優(yōu)化問題進行了求解。另外，還對結(jié)構(gòu)重分析中攝動法的應(yīng)用進行了討論。 對彈性機構(gòu)聲輻射主動控制方法進行了討論。依據(jù)線性最優(yōu)控制理論，對最優(yōu)控制力的確定以及控制器設(shè)計進行了深入分析。同時，對壓電材料作動器的工作原理及在彈性連桿機構(gòu)噪聲控制中的應(yīng)用進行了探討。 在機構(gòu)聲輻射控制中引入了結(jié)構(gòu)—控制一體化設(shè)計思想，分別采用兩種方法對基于噪聲控制的機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制系統(tǒng)集成設(shè)計問題探討。在第一種方法中，結(jié)構(gòu)最優(yōu)控制力僅依賴于結(jié)構(gòu)設(shè)計變量，它們之間的關(guān)系可以由一個矩陣Riccati方程來確定，從而將綜合設(shè)計變量縮減為結(jié)構(gòu)設(shè)計變量。在第二種方法中，以參數(shù)化矩陣作為二次型性能指標(biāo)中的權(quán)矩陣，由于參數(shù)化權(quán)矩陣與機構(gòu)控制力之間存在的對應(yīng)關(guān)系，可以將權(quán)矩陣的參數(shù)化系數(shù)作為控制系統(tǒng)參數(shù)，與結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)一起同時作為獨立的設(shè)計變量，對目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化分析。 在目前實驗條件尚不能實現(xiàn)機構(gòu)聲輻射性能測定實驗的情況下，采用實驗與仿真分析相結(jié)合的方法，在自搭的彈性連桿機構(gòu)多功能實驗臺上通過實驗測得機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的結(jié)果，然后利用專門的聲學(xué)分析軟件SYSNOISE進行聲輻射 西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 性能仿真實驗分析，可以將其視為實驗結(jié)果。經(jīng)過比較，驗證了本文機構(gòu)聲輻 射分析計算方法的正確性。
【圖文】：

構(gòu)及其支座、直流電機及調(diào)速器、鑄鐵機架、各種測量與執(zhí)行設(shè)備和輔助電路構(gòu)成。實驗臺結(jié)構(gòu)組成框圖如圖7.1所示，實物照片如圖7.2。下面簡要介紹一下實驗臺的主要設(shè)備及其原理、功能1421:1.機架機架由實驗平臺和水泥基礎(chǔ)構(gòu)成，實驗平臺材料采用鑄鐵，用來安裝電機、實驗機構(gòu)等裝置。大小為寬x長、厚二lmxZmx0.3m，廠家定做。2.驅(qū)動電機及附屬調(diào)速裝置本實驗臺采用額定功率為0.SKw的z:一21型直流電機作為動力源來驅(qū)動彈性四連桿機構(gòu)，通過連軸器與碼盤和曲柄相連。3.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和扭矩測量儀

輸出方式控制13，RT振蕩器觸發(fā)君D0死區(qū)時間控制冷--八U，，‘J.J衛(wèi).基準(zhǔn)穩(wěn)壓器VCC1二2誤差放大器工尸蕊訝15.，6.，4比較器輸入誤差放大器2一(5.0均基準(zhǔn)輸出.7OND圖7.5TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu).屯，_______產(chǎn)_一一_一_.___愁丫二份
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：TH112;TB535

【引證文獻】

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1 盧劍偉,張龍?zhí)?張憲民,沈允文;彈性連桿機構(gòu)聲輻射二次型最優(yōu)控制研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2002年04期

2 盧劍偉;劉夢軍;趙韓;;低噪聲變截面彈性連桿機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2007年11期

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1 王文成;隔聲窗的分析與設(shè)計[D];汕頭大學(xué);2003年

本文編號：2704492