基于扩张状态观测器的DGMSCMG框架伺服系统振动抑制方法

针对带有谐波减速器的双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架系统存在较低频率谐振点的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)振动抑制的控制方法。在谐波减速器的输入端和输出端分别设计三阶扩张状态观测器,通过电机及负载端的角位置信号不但能够估计电机和负载的角速率,而且可以比较准确地估计到扭转刚度的非线性变化及外部扰动力矩引起的综合扰动,通过反馈及前馈补偿对综合扰动进行抑制。设计的基于扩张状态观测器的控制器抑制了框架伺服系统的振动、提高了框架的速率输出精度。仿真及实验结果表明了该控制算法是有效的并具有较强的鲁棒性。     

中航工业航空动力机械研究所

中航工业航空动力机械研究所于1968年由中央军委批准成立。经过40多年的建设和发展,研究所已成为我国中小微型航空发动机研究发展中心、直升机减速传动系统基础和预先研究基地,研制了包括我国第一型取得中国民航总局型号合格证涡桨发动机、我国第一型严格按国军标要求自主设计定型涡扇发动机、用于我国吨位最大级直升机的某型主减速器在内的10多种型号的航空发动机和直升机减速传动系统装置。     

直升机舱内主减速器噪声控制技术研究综述

因主减速器引起的舱内中高频噪声是影响直升机乘坐舒适度的关键因素。本文从主减速器的噪声传递路径出发,梳理并总结了支撑结构、机舱壁板和声腔3方面的舱内噪声控制技术发展状况,包括被动、主动和半主动控制方法。研究结果表明,国外直升机型号主要依靠壁板阻振、隔声密封和舱内吸声等被动技术进行舱内降噪,但存在重量、经济性、控制效果等问题。基于支撑结构的减振技术为主减速器高效降噪提供了新思路,结合综合优化技术,已使某些直升机型号达到了商用飞机舱内噪声水平。中国在该领域的研究和应用较少,需根据国内直升机实际工程应用背景,在噪声传递机理、降噪设计、验证与优化等方面继续发展,形成适用于中国直升机型号研制的新方法和新思路。     

气动热作用下的充气式减速器性能研究

为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。结果表明,气动热对结构的影响远大于气动力,在高超声速再入时应重点考虑。之后研究了气动热载荷下充气式减速器防热层各功能层温度分布,结果表明,绝热层隔热效果最为显著,绝热层导热系数增大一倍,内部最高温度升高21.7%,热变形最大值升高10.7%。上述成果为充气式减速器的设计提供了一定的理论依据。     

时频分析在船载天线和船舶动力系统故障诊断中的应用

针对船载天线传动链和船舶动力系统故障几率高这一问题,构想和简要设计基于IP网和卫星通信技术的远程故障监测诊断系统,分析时域统计量分析、Hilbert包络谱、Hilbert-Huang变换、平移不变多小波相邻系数降噪等振动信号时域和时频域分析工具的基本原理,并将其应用到船载卫通天线传动机构的故障定位诊断中,成功诊断出船载卫通天线传动链振动异常的原因,为船载天线传动链和船舶动力系统的故障监测和定位提供有效的分析方法,为船载装备故障预知维修打下基础。     

航空发动机齿轮减速器振动噪声机理及其辐射噪声预测方法

航空发动机减速器齿轮箱的振动与噪声问题已经成为影响其传动系统可靠性、寿命和工作环境的关键因素。本文对减速器齿轮箱系统的振动噪声机理进行了分析与总结,确定其主要来源及传递路径,为设计阶段的各主要影响参数的选择提供依据。同时给出了一种比较实用的减速器齿轮箱辐射噪声的预测方法,可实现齿轮箱的噪声水平的评估和相应的齿轮箱结构薄弱部位定位,为结构优化提供依据。     

计入结构柔性的直升机主减速器振动特性分析

以直升机主减速器为研究对象,运用有限元/集中参数混合方法建立计入传动轴和机匣结构柔性的直升机主减速器混合动力学模型。研究了柔性机匣结构对系统振动特性的具体影响。结果表明:耦合柔性机匣结构后,各阶固有频率值降低,局部系统振幅明显改变,且使齿轮系统的共振峰幅值降低,共振转速数量减少;柔性机匣结构对动态啮合力的影响较小,而对轴承支反力的波动幅值影响显著且可分为3类,即波动幅值减小、基本不变和增大,并给出评价准则。研究结果为直升机主减速器的减振降噪与动态性能优化奠定了基础。      

齿轮减速器系统可变固有特性动力学研究

考虑到齿轮传动啮合刚度的波动和传动误差的影响以及轴承支撑刚度的作用,对二级齿轮减速器传动系统进行了理论建模和动态响应分析,并与实验结果进行了比较。结果表明,齿轮传动在单齿啮合区和双齿啮合区之间啮合刚度变化较大;减速器系统的动态特性 (固有频率、固有振型、阻尼等 )随啮合周期而发生变化,呈现出一种可变的动态固有特性。故对于系统进行研究时,可分别按单齿区和双齿区平均啮合刚度进行分析,一般可以满足实际工程要求。     

基于交互正交试验的空间用谐波减速器传动性能影响因素研究

 针对空间用谐波减速器的传动性能受多种因素影响且这些因素又相互作用的实际情况,选用XB1-60-150型谐波减速器,采用交互正交试验方法,进行了谐波减速器传动性能热真空试验,考察了转速、环境温度、负载扭矩和润滑方式等因素及其耦合作用对谐波减速器传动效率的影响.通过极差分析和方差分析研究了各因素及其耦合作用对传动效率的影响敏感性,两种分析方法得到的试验结果一致.结果表明,在置信度p=99%时,转速和环境温度对谐波减速器传动性能有显著影响,且负载扭矩与润滑方式之间的交互作用高度显著;交互作用分析获得了谐波减速器最佳的空间使用条件,在该条件下谐波减速器的传动性能最优.     

直升机减速器故障齿轮振动信号特征研究

开展直升机减速器故诊断研究需要通过大量费用高昂的实验获取典型故障的信号特征。为降低实验费用,提出一种基于软件仿真获取直升机减速器故障齿轮时域信号特征的方法。仿真结果表明,采用该方法可以模拟减速器可能产生的振动信号。振动信号统计分析结果表明,可以通过振动信号的时域特征参数对故障的类型进行判断。