浮筏隔振系統(tǒng)建模及隔振器參數(shù)識別方法研究.pdf

1、隱蔽性是潛艇賴以生存和保持強(qiáng)大威懾力的基礎(chǔ)，是關(guān)系到潛艇作戰(zhàn)成敗的關(guān)鍵因素。目前水聲探測仍是對潛艇進(jìn)行探測和識別的主要手段，因此提高潛艇聲隱身能力是保障潛艇生命力，增強(qiáng)戰(zhàn)斗力的主要途徑，對于潛艇作戰(zhàn)使用具有極其重要的意義。浮筏隔振技術(shù)是國內(nèi)外潛艇控制噪聲的最重要技術(shù)措施之一。在潛艇的浮筏隔振工程設(shè)計中，迫切需要一套工程實用的浮筏隔振系統(tǒng)動態(tài)特性計算方法，在設(shè)計階段就能夠?qū)ε灤》じ粽裣到y(tǒng)隔振效果進(jìn)行快速有效的評估，同時還亟需建立浮筏隔振

2、系統(tǒng)元器件聲學(xué)性能的在線監(jiān)測和檢測方法，實現(xiàn)浮筏隔振系統(tǒng)在整個生命周期內(nèi)都能保持良好的聲學(xué)狀態(tài)。
　　本文在分析了國內(nèi)外浮筏隔振系統(tǒng)動態(tài)特性仿真方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有基于頻響函數(shù)子結(jié)構(gòu)綜合法(FRF-Based Substructure Technique，F(xiàn)BS)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種新的適用于浮筏隔振系統(tǒng)動態(tài)特性仿真計算的改進(jìn)FBS方法，詳細(xì)推導(dǎo)了基于隔振器阻抗參數(shù)的浮筏隔振系統(tǒng)FBS模型，在此基礎(chǔ)上，建立了基于逆FBS法的

3、隔振器參數(shù)識別方法;然后應(yīng)用奇異值分解技術(shù)(Singular Value Decomposition，SVD)，針對FBS方法中頻響函數(shù)混入噪聲和矩陣求逆引起的誤差問題，提出了相應(yīng)的解決方法;基于集中參數(shù)模型驗證了上述方法的有效性;最后，搭建了實際的浮筏隔振系統(tǒng)模型，驗證了所提出方法在工程上的有效性和可靠性。
　　論文研究主要內(nèi)容有:
　　(1)系統(tǒng)推導(dǎo)了基于頻響函數(shù)子結(jié)構(gòu)綜合法的基本理論，并針對現(xiàn)有方法中忽略隔振器質(zhì)量的缺

4、陷，提出了改進(jìn)的基于頻響函數(shù)子結(jié)構(gòu)綜合法計算公式，利用阻抗矩陣精確模擬隔振器動態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合浮筏隔振系統(tǒng)的實際，給出了適用于浮筏隔振系統(tǒng)的基于頻響函數(shù)子結(jié)構(gòu)綜合法公式。利用理想的集中參數(shù)模型，驗證了所提出改進(jìn)方法的有效性，同時證明相對于原方法，改進(jìn)后的計算方法在中高頻段具有更高的計算精度，更適用于浮筏隔振系統(tǒng)動態(tài)特性仿真計算。
　　(2)在基于頻響函數(shù)子結(jié)構(gòu)綜合法的基礎(chǔ)上，分別建立了基于彈簧阻尼模型和阻抗模型的隔振器參數(shù)

5、識別方法，并利用理想的集中參數(shù)模型，驗證了所提出方法的有效性，并探討了兩個方法各自的優(yōu)勢和缺點，指出了其應(yīng)用領(lǐng)域。
　　(3)針對FBS相關(guān)理論公式中的頻響函數(shù)噪聲以及矩陣求逆引起的計算誤差問題，提出了基于奇異值分解的頻響函數(shù)去噪及矩陣求逆流程及方法;通過簡化數(shù)值算例，驗證了SVD方法降低FBS理論計算誤差的有效性，并討論了相關(guān)參數(shù)對降噪效果的影響規(guī)律。
　　(4)建立了浮筏隔振系統(tǒng)中設(shè)備激勵力的工程估算方法，通過模型試驗，