發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 09:31

【摘要】： 工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用著以彈性連桿機(jī)構(gòu)為主體的各種高速機(jī)構(gòu)，這些機(jī)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(dòng)并產(chǎn)生強(qiáng)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(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容之一。對高速機(jī)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的噪聲輻射性能分析，有效的抑制機(jī)構(gòu)噪聲輻射，是我們必須面對的一個(gè)重要研究課題，這也是機(jī)械、航空航天及軍事工業(yè)等領(lǐng)域設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)聲輻射性能分析、控制等問題進(jìn)行了詳細(xì)的討論，取得了一些有價(jià)值的理論研究成果。 本文基于對彈性連桿機(jī)構(gòu)的彈性動(dòng)力學(xué)分析，建立了機(jī)構(gòu)的有限元?jiǎng)討B(tài)方程。從機(jī)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)出發(fā)，對機(jī)構(gòu)聲輻射性能指標(biāo)的計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)地分析，通過算例對彈性連桿機(jī)構(gòu)聲輻射規(guī)律進(jìn)行了討論。通過對彈性機(jī)構(gòu)振動(dòng)波數(shù)譜分析，得出了機(jī)構(gòu)振動(dòng)與聲輻射之間的關(guān)系。并依此對機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行了改造，得出了一個(gè)以機(jī)構(gòu)聲輻射性能的量度為變量的新的動(dòng)態(tài)方程，為后面機(jī)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(jī)構(gòu)聲輻射控制問題進(jìn)行了研究。選取機(jī)構(gòu)桿件厚度為設(shè)計(jì)變量，以機(jī)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(jìn)了的變尺度優(yōu)化算法對優(yōu)化問題進(jìn)行了求解。另外，還對結(jié)構(gòu)重分析中攝動(dòng)法的應(yīng)用進(jìn)行了討論。 對彈性機(jī)構(gòu)聲輻射主動(dòng)控制方法進(jìn)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(jì)進(jìn)行了深入分析。同時(shí)，對壓電材料作動(dòng)器的工作原理及在彈性連桿機(jī)構(gòu)噪聲控制中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 在機(jī)構(gòu)聲輻射控制中引入了結(jié)構(gòu)—控制一體化設(shè)計(jì)思想，分別采用兩種方法對基于噪聲控制的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)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(jì)變量，它們之間的關(guān)系可以由一個(gè)矩陣Riccati方程來確定，從而將綜合設(shè)計(jì)變量縮減為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)參數(shù)一起同時(shí)作為獨(dú)立的設(shè)計(jì)變量，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。 在目前實(shí)驗(yàn)條件尚不能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)聲輻射性能測定實(shí)驗(yàn)的情況下，采用實(shí)驗(yàn)與仿真分析相結(jié)合的方法，在自搭的彈性連桿機(jī)構(gòu)多功能實(shí)驗(yàn)臺上通過實(shí)驗(yàn)測得機(jī)構(gòu)動(dòng)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(jìn)行聲輻射 西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 性能仿真實(shí)驗(yàn)分析，可以將其視為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過比較，驗(yàn)證了本文機(jī)構(gòu)聲輻 射分析計(jì)算方法的正確性。
【圖文】：

構(gòu)及其支座、直流電機(jī)及調(diào)速器、鑄鐵機(jī)架、各種測量與執(zhí)行設(shè)備和輔助電路構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)組成框圖如圖7.1所示，實(shí)物照片如圖7.2。下面簡要介紹一下實(shí)驗(yàn)臺的主要設(shè)備及其原理、功能1421:1.機(jī)架機(jī)架由實(shí)驗(yàn)平臺和水泥基礎(chǔ)構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)平臺材料采用鑄鐵，用來安裝電機(jī)、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)等裝置。大小為寬x長、厚二lmxZmx0.3m，廠家定做。2.驅(qū)動(dòng)電機(jī)及附屬調(diào)速裝置本實(shí)驗(yàn)臺采用額定功率為0.SKw的z:一21型直流電機(jī)作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)彈性四連桿機(jī)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(shí)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 盧劍偉,張龍?zhí)?張憲民,沈允文;彈性連桿機(jī)構(gòu)聲輻射二次型最優(yōu)控制研究[J];機(jī)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(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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

本文編號：2704492