张庆伟　 俞翔　闫政涛　杨理华

摘要：
针对舰船机械设备存在的低频线谱振动，设计了一种电磁作动器与液压悬置结构有效并联的电磁液压主被动复合隔振器。该复合隔振器利用电磁作动器输出力抑制低频线谱振动，液压悬置结构隔离宽频振动且实现了对电磁力的有效放大，具有占用空间小、承载能力大、输出力大等优点。对主被动复合隔振器电磁和液压悬置部分进行了建模分析，提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法，保证了滤波器权系数正确收敛。开展了多线谱激励的多通道主被动隔振控制实验，结果表明该主被动复合隔振器对3根线谱取得平均35.12，39.51和38.35 dB的衰减，控制效果显著。

关键词：
主被动复合隔振器; 电磁作动器; 液压悬置结构; 修正解耦算法; 多通道多线谱

中图分类号：
O328; U661.44    文献标志码：
A    文章编号：
1004-4523（2022）02-0417-09

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2022.02.017

引  言

隔振是降低舰船机械设备振动传递的有效途径，是提高舰船声隐身性能的重要手段。双层隔振、浮筏隔振在中高频段表现较好，但无法满足舰船机械设备低频振动隔离要求。主动隔振通过附加力源可有效抑制低频振动，但存在耗能较大、承载能力较弱等问题。主被动一体化隔振技术综合了主动和被动隔振的技术优势，具有更为广泛的应用前景。

当前，主被动一体化隔振技术在如何实现主动与被动隔振的有效结合，实现较大输出力、较大承载力等方面仍需进一步开展研究。Zhang等设计了一种以主动压电式作动器和橡胶被动隔振器相结合的复合隔振器，结构紧凑可靠性高，实现了共振频率振幅明显降低。Zhang等设计了一种基于麦克斯韦法向应力的负刚度电磁作动器，可以提高静刚度下的低频隔振效果。Fu等设计了一种磁流变弹性体隔振器和压电堆相结合的半主动混合隔振器。Wang等设计了一种具有流体阻尼的金属波纹管和电磁作动器相结合的复合隔振器，可以有效隔离5～200 Hz的微小振动。但以上隔振器难以满足对重量大、振动剧烈的船用机械设备隔振。

同时在实现多通道主动隔振时，传统的集中式和分布式算法在算法收敛速度和稳定性上均不能有效解决。安峰岩等通过将分散控制矩阵参与到权系数更新过程，对内部参数进行优化，使其接近次级通道对角矩阵从而获得解耦，但收敛性能有所降低。张培军等引入了代价调整因子来保证解耦算法的收敛性，但在针对多线谱时稳定性较差。刘锐根據作动器间的相互干扰提出了抑制交叉扰动的多通道算法，但仅限于两通道系统耦合振动。

在此基础上，本文设计了一种电磁液压主被动复合隔振器。对该主被动复合隔振器进行了建模与分析，提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法。搭建了多通道主被动隔振控制实验平台，并开展了实验研究，结果表明被动隔振对111 Hz线谱取得平均18.35 dB的衰减，主动隔振对37，59，111 Hz线谱取得平均35.12，39.51和20 dB的衰减，控制效果较好。

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