基于船舶磁悬浮减振装置的自适应预测控制

王伟然,闫景昊,杨冠军,葛慧林,朱志宇,智鹏飞

基于船舶磁悬浮减振装置的自适应预测控制

王伟然,闫景昊,杨冠军,葛慧林,朱志宇,智鹏飞

(江苏科技大学 电子信息学院,江苏 镇江,212000)

船舶振动会产生全方位的干扰力,这种干扰力会使重要设备产生结构疲劳,从而影响使用寿命。为了减小这种干扰对设备的影响,文中设计了一种应用于船舶的磁悬浮减振装置,并针对水流、船体转向等不同干扰造成的托举失衡问题提出了基于自适应模型的预测控制方法,该方法兼具自适应控制与预测控制的优点,可以实时更新预测控制中的模型参数,极大地提升预测控制的精确度。实验验证结果表明,这种方法响应速度更快,鲁棒性较强,具有较强的抗干扰能力,能够满足特种船舶重要装置的减振要求。

船舶; 减振; 磁悬浮装置; 自适应预测控制

0 引言

潜艇、水下航行器及水下载人探测器等水下特种船舶的设计对精密仪器都有着严格的减振要求[1]。船舶减振设计与车辆不同,车辆减振只需要考虑垂直地面的振荡干扰力,而船舶减振设计则需要考虑全方位的振荡干扰力,这种振荡会使重要设备产生结构疲劳,缩短设备和船舶的使用寿命。因此,需要采用主动减振技术来降低这种振荡造成的不良影响,增强设备的运行稳定性,减少维护频率,延长使用寿命。已有的船舶减振措施中,温华兵[2]、刘寅东[3]和Shorter[4]等采用弹性支撑连接或阻尼材料来改善船舱内部座舱的声学特性; Kim等[5]采用浮动地板来抑制振动的传播途径; 张平等[6]对原有船舶机舱设备进行了诸如增加基座尺寸、敷设阻尼材料的减振改进。……