基于次級通道在線辨識的齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制研究.pdf

1、齒輪作為一種通用件，是各種機械裝備系統(tǒng)中的重要傳動裝置，在機械、交通、化工、航空、航天、船舶等行業(yè)的設(shè)備中起著非常關(guān)鍵的作用。實際應(yīng)用中的齒輪不可避免地存在著制造、安裝誤差，在載荷的作用下輪齒將發(fā)生變形。這些誤差和變形破壞了齒輪傳動的嚙合關(guān)系，使齒輪嚙合時的位置相對于其理論位置發(fā)生偏離，從而使瞬時傳動比發(fā)生變化，造成齒與齒之間的碰撞和沖擊，形成了齒輪嚙合的內(nèi)部激勵，從而產(chǎn)生振動和噪聲。
　　本文結(jié)合壓電智能材料的應(yīng)用，將主動控制技

2、術(shù)用于齒輪嚙合傳動系統(tǒng)振動控制，基于軸橫向振動主動控制思想，提出了一種齒輪箱內(nèi)的主動控制結(jié)構(gòu)，使主動控制力以更直接的方式控制誤差激勵引起的振動響應(yīng)。利用多組壓電片在力學(xué)上串聯(lián)、電學(xué)上并聯(lián)的設(shè)計思想，構(gòu)成壓電堆作動器，基于FxLMS自適應(yīng)濾波算法，通過作動器輸出的位移控制齒輪軸的彎曲振動，進而達到衰減振動和噪聲的目的。具體工作包括以下幾個方面：
　　1)采用集中質(zhì)量法建立了直齒輪三自由度振動數(shù)學(xué)模型，并基于此模型對齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特

3、性進行分析，為主動控制奠定了基礎(chǔ)。分析了激勵頻率、負載、阻尼等對齒輪振動狀態(tài)和嚙合形式的影響；對比了線性模型和非線性模型，時變剛度模型和時不變剛度模型用于動力學(xué)分析時的區(qū)別。
　　2)基于控制軸橫向振動的概念，提出一種齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制結(jié)構(gòu)。采用有限元的方法，建立了主動控制結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，為仿真研究奠定基礎(chǔ)。闡述了FxLMS自適應(yīng)濾波算法的基本原理，并用FxLMS算法進行了主動控制仿真研究;分析了次級通道誤差和參考信號對Fx

4、LMS算法收斂性能和穩(wěn)定性的影響。
　　3)分析了對次級通道進行在線辨識的原因，討論了附加隨機信號進行在線辨識的幾種算法，分析了其性能特點，并進行了主動控制仿真驗證。將DLMS算法應(yīng)用到振動主動控制中，采用自適應(yīng)的方法對次級通道進行延遲估計，并進行了仿真驗證。
　　4)搭建了齒輪傳動系統(tǒng)振動主動控制實驗平臺，開展了振動主動控制研究。首先在離線條件下研究了次級通道模型，并對采用自適應(yīng)陷波器獲取參考信號的方法進行了實驗驗證。然后