[发明专利]一种主动振动控制装置及振动控制的方法

说明书

本发明公开一种主动振动控制装置及振动控制的方法，具体为：信号发生器产生振动信号，并传送至功率放大器进行功率放大，再传送至第一激振器，第一激振器带动减震器来回激振，产生与发动机的振动相似的振源；加速度传感器将振源转换为与发动机的振动信号相同的振动信号；采集卡采集振动信号，并传送至控制模块，控制模块对收到的振动信号进行PID调节，得到与振动信号频率相同、方向相反的信号，并将该信号输出至第二功率放大器，对该信号进行功率放大；第二激振器收到功率放大后的信号，产生一个和振源周期大小相同、方向相放的激振力；并将该激振力作用到第一激振器上。本发明具有成本低、结构简单、可主动调控、控制范围广、精度高等优点。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，尤其涉及一种主动振动控制装置及振动控制的方法。

背景技术

航空发动机是飞机的核心部件，是一个高速运转，复杂的流体机械。因此在发动机运转过程中不可避免地会产生振动。引起发动机产生振动的原因有很多种：包括发动机结构的复杂性，零件的多样性和工作情况的多变性。据统计，发动机的结构强度故障90％以上是和振动相关的。同时航空发动机的振动会直接影响到它的正常工作和寿命。比如发动机中高速旋转的转子、叶片以及机匣的振动都会对发动机的性能和寿命有极大的限制：

[1]静子的振动不但会损坏其本身还会造成叶片和机匣的碰撞，导致叶片的损坏。

[2]发动机转子在“临界转速”附近工作时，受扰动的影响，产生极大的离心力，从而引起整个发动机的强烈振动，会导致转子寿命下降，严重的会破坏转子。

[3]发动机叶片的振动会引起叶片的损坏事故，因为转子叶片受到强大的离心力载荷，再加上振动的交变载荷，在一段时间后会产生疲劳裂纹。在某一条件下，裂纹继续延伸，会导致叶片断折或打伤其余叶片，造成严重的飞行事故。

[4]振动时密封装置也可能受损，严重时使发动机不能正常工作。

近年来，随着我国航天技术的不断发展，发动机振动问题开始逐渐受到人们的重视。因此，在发动机的制造过程中，分析和实测发动机的振动，采取有效措施减小振动幅值，提高发动机的持久性和可靠性以及保证飞行安全具有重要的意义。

振动控制是振动工程领域的一个重要研究方向。其研究目的是使被控系统的振动满足人们预设的要求。根据是否需要被控系统以外的设备来提供能量作为控制力，可分为被动控制和主动控制。长期以来工业界广泛采用被动方法来抑制振动，被动控制的方法处理振动问题效果显著。它不需要外界能源输入提供控制力，而是利用了结构阻尼等被动技术的吸收，消耗振动能量，已达到降低减振的目的。但是他们缺乏灵活性，不能够在突发环境下进行有效地自我调节，并且受到频率范围、重量和尺寸等相关因素的限制，特别是对于低频范围内的振动问题。相对于被动控制，主动控制则具有调试方便，易于修改设计等优点；对于低频振动有较好的控制效果，并且可以对宽带随机振动产生较好的振动抑制效果；能够适应未知的随机干扰以及参数变化。

目前国内对主动振动控制的研究较少，所能提供的主动振动控制平台也较为稀少，其中不乏操作复杂，制作经费高等原因。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中主动振动控制存在操作复杂、成本高等问题，本发明提供一种主动振动控制装置及其振动控制的方法。

技术方案：本发明提供一种主动振动控制装置，该装置应用于抑制飞机发动机振动，该装置包括信号发生器、第一、二功率放大器、第一、二激振器、加速度传感器、采集卡、减震器以及控制模块；所述减震器固定安装在第一激振器上。