張慶偉　 俞翔　閆政濤　楊理華

摘要： 針對艦船機械設備存在的低頻線譜振動，設計了一種電磁作動器與液壓懸置結(jié)構(gòu)有效并聯(lián)的電磁液壓主被動復合隔振器。該復合隔振器利用電磁作動器輸出力抑制低頻線譜振動，液壓懸置結(jié)構(gòu)隔離寬頻振動且實現(xiàn)了對電磁力的有效放大，具有占用空間小、承載能力大、輸出力大等優(yōu)點。對主被動復合隔振器電磁和液壓懸置部分進行了建模分析，提出了考慮通道耦合振動的分布式多通道修正解耦算法，保證了濾波器權(quán)系數(shù)正確收斂。開展了多線譜激勵的多通道主被動隔振控制實驗，結(jié)果表明該主被動復合隔振器對3根線譜取得平均35.12，39.51和38.35 dB的衰減，控制效果顯著。

關鍵詞： 主被動復合隔振器;?電磁作動器;?液壓懸置結(jié)構(gòu);?修正解耦算法;?多通道多線譜

中圖分類號： O328;?U661.44 ???文獻標志碼： A ???文章編號： 1004-4523（2022）02-0417-09

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

引??言

隔振是降低艦船機械設備振動傳遞的有效途徑，是提高艦船聲隱身性能的重要手段。雙層隔振、浮筏隔振在中高頻段表現(xiàn)較好，但無法滿足艦船機械設備低頻振動隔離要求。主動隔振通過附加力源可有效抑制低頻振動，但存在耗能較大、承載能力較弱等問題。主被動一體化隔振技術(shù)綜合了主動和被動隔振的技術(shù)優(yōu)勢，具有更為廣泛的應用前景。

當前，主被動一體化隔振技術(shù)在如何實現(xiàn)主動與被動隔振的有效結(jié)合，實現(xiàn)較大輸出力、較大承載力等方面仍需進一步開展研究。Zhang等設計了一種以主動壓電式作動器和橡膠被動隔振器相結(jié)合的復合隔振器，結(jié)構(gòu)緊湊可靠性高，實現(xiàn)了共振頻率振幅明顯降低。Zhang等設計了一種基于麥克斯韋法向應力的負剛度電磁作動器，可以提高靜剛度下的低頻隔振效果。Fu等設計了一種磁流變彈性體隔振器和壓電堆相結(jié)合的半主動混合隔振器。Wang等設計了一種具有流體阻尼的金屬波紋管和電磁作動器相結(jié)合的復合隔振器，可以有效隔離5～200 Hz的微小振動。但以上隔振器難以滿足對重量大、振動劇烈的船用機械設備隔振。

同時在實現(xiàn)多通道主動隔振時，傳統(tǒng)的集中式和分布式算法在算法收斂速度和穩(wěn)定性上均不能有效解決。安峰巖等通過將分散控制矩陣參與到權(quán)系數(shù)更新過程，對內(nèi)部參數(shù)進行優(yōu)化，使其接近次級通道對角矩陣從而獲得解耦，但收斂性能有所降低。張培軍等引入了代價調(diào)整因子來保證解耦算法的收斂性，但在針對多線譜時穩(wěn)定性較差。劉銳根據(jù)作動器間的相互干擾提出了抑制交叉擾動的多通道算法，但僅限于兩通道系統(tǒng)耦合振動。

在此基礎上，本文設計了一種電磁液壓主被動復合隔振器。對該主被動復合隔振器進行了建模與分析，提出了考慮通道耦合振動的分布式多通道修正解耦算法。搭建了多通道主被動隔振控制實驗平臺，并開展了實驗研究，結(jié)果表明被動隔振對111 Hz線譜取得平均18.35 dB的衰減，主動隔振對37，59，111 Hz線譜取得平均35.12，39.51和20 dB的衰減，控制效果較好。

。