[发明专利]一种智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置及方法

说明书

本发明涉及一种智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置及方法，装置包括：输入压力传感器、信号调理单元、A/D模块、输出压力传感器、控制单元、D/A模块、智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置；信号调理单元包括第一信号调理单元和第二信号调理单元；A/D模块包括第一A/D模块和第二A/D模块；第一信号调理单元输出端与第一A/D模块输入端连接；第一A/D模块输出端与控制单元输入端连接；第二信号调理单元输出端与第二A/D模块输入端连接；第二A/D模块输出端与控制单元输入端连接；控制单元输出端与D/A模块输入端连接；D/A模块输出端与智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置；智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置包括高压管路和环式压电叠堆作动单元。

技术领域

本发明涉及振动力学和主动控制技术领域，尤其涉及一种智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置及方法。

背景技术

航空高压液压管路系统在泵源激励、基础激励或二者共同作用下会产生大幅度的强迫振动，由于激振力过大甚至产生共振，直接导致高压管路系统的连接和固定部位的配合面产生较大的相对位移，容易发生管路与相邻管路的碰撞，卡箍连接刚度下降导致卡箍拔出，甚至由于高振动应力作用导致管路裂纹产生扩展直至断裂等故障发生。因此，管路系统的振动抑制技术具有重要的研究意义和工程价值，目前管路系统的振动控制技术主要有被动减振技术和振动主动控制技术。

管路系统被动减振技术主要包含：1)在管路本体上布置粘弹性阻尼器的方法实现管路减振；调整支撑的位置和数量实现管路的减振；2)在管路内部安装流体消振器，通过减小流体脉动幅值来实现管路振动抑制；3)管路本体附加阻尼材料实现振动抑制。国内外关于管路的被动减振技术相关文献较少。Chiba通过在管路支撑部位安装粘弹性阻尼器和弹塑性阻尼器降低了管路的振动响应，发现了粘弹性阻尼器减振效果不依赖于管路的振动响应，而弹塑性阻尼器阻尼比随着管路的振动响应增加而增大。Koo采用理论分析和试验相结合的方法给出了通过调整管路的不同支撑位置和刚度获得管路的最佳减振效果。但是被动控制对高频振动有很好的抑制，对低频振动抑制不佳，且不具有自适应性。

管路系统的主动控制技术是指利用传感元件获取管路的振动信息，然后利用作动元件对管路进行振动控制。结构的主动控制最早由Landau提出解决航天空间复杂结构的振动问题，之后大量学者进行了改进与发展，并提出了多种控制算法。Lin基于反馈理论采用压电作动器产生的力作用在管路上，实现了管路振动的主动控制。Caillaud采用压电作动器增加了管路系统的结构阻尼，实现了管路失稳颤振的主动控制，并通过实验验证了控制方法的有效性。焦宗夏采用压电陶瓷为作动元件设计了液压管路流体的主动消振器，基于自适应最优控制算法获得最佳的减振效果。

在航空液压管路系统中，由于泵源的激励脉动和基础激励的存在，当泵源的压力脉动频率或者基础激励的频率与管路的频率相同或者相近时，会发生共振或者拍振，短期的振动对管路造成的影响不大，但是长期的振动会给管路造成疲劳损伤，可能造成严重事故。

目前在航空液压管路系统的振动控制领域中，大多数学者都是针对管路系统的振动进行被动减振控制，鲜有研究在高压管路上安装基于压电陶瓷堆叠进行管路系统的振动主动控制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置及方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置，所述装置包括：输入压力传感器、信号调理单元、A/D模块、输出压力传感器、控制单元、D/A模块、智能主动控制式高压管路压力脉动消振装置；

所述信号调理单元包括第一信号调理单元和第二信号调理单元；

所述A/D模块包括第一A/D模块和第二A/D模块；