基于非線性自適應(yīng)濾波算法的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、齒輪是機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)裝置，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)控制一直受到人們的重視，特別是近年來(lái)為滿足航空、航天、機(jī)器人等工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，對(duì)齒輪傳動(dòng)的精度、振動(dòng)、噪聲和可靠性等提出了更為苛刻的要求。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，不可避免地存在著制造、安裝誤差，以及在載荷的作用下產(chǎn)生的輪齒變形。這些誤差和變形在齒輪傳動(dòng)過(guò)程中將會(huì)導(dǎo)致非線性因素，從而造成齒與齒之間的碰撞和沖擊，形成齒輪嚙合的內(nèi)部激勵(lì)，產(chǎn)生非線性振動(dòng)。
　　本文針對(duì)齒輪傳

2、動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)控制問(wèn)題，基于軸彎曲振動(dòng)主動(dòng)控制思想，提出了一種應(yīng)用于二級(jí)齒輪箱內(nèi)的主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，將控制力直接作用在激勵(lì)源附近，同時(shí)控制由兩對(duì)齒輪嚙合誤差而產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)。以壓電智能材料構(gòu)建的壓電堆為作動(dòng)器，基于非線性自適應(yīng)濾波算法，通過(guò)作動(dòng)器輸出的位移控制齒輪軸的彎曲振動(dòng)，從而達(dá)到衰減齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)的目的。論文具體工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1為了分析齒輪系統(tǒng)的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，采用集中質(zhì)量法建立了包含兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒

3、輪的12自由度動(dòng)力學(xué)模型，在該模型中考慮了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙非線性和時(shí)變嚙合剛度。采用Newmark迭代算法對(duì)建立的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行求解，分析了由接觸損失引起的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為之后的主動(dòng)控制奠定基礎(chǔ)。
　　2基于控制軸彎曲振動(dòng)的理論，采用了齒輪箱體內(nèi)作動(dòng)器徑向布置的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)。鑒于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性特性，采用了基于FxLMS改進(jìn)的非線性自適應(yīng)濾波算法的振動(dòng)主動(dòng)控制策略。闡述了非線性自適應(yīng)濾波算法的基本原理，并構(gòu)

4、造了線性和非線性初級(jí)通道模型以及最小相位和非最小相位的次級(jí)通道模型，仿真對(duì)比分析了非線性自適應(yīng)濾波算法與FxLMS算法的控制性能。
　　3討論了用于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)中次級(jí)通道在線辨識(shí)的疊加噪聲技術(shù)和直接估計(jì)誤差技術(shù)的性能特點(diǎn)，并進(jìn)行了振動(dòng)主動(dòng)控制仿真對(duì)比驗(yàn)證。
　　4搭建了二級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了振動(dòng)主動(dòng)控制研究。設(shè)計(jì)了基于非線性自適應(yīng)濾波算法的雙輸入/雙輸出的主動(dòng)控制器，采用直接估計(jì)誤差技術(shù)