[发明专利]一种非线性自调谐管路振动噪声半主动控制方法及系统

权利要求书

1.一种非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：包括自供电无线振动传感微系统、电子控制单元、驱动模块和吸振器，所述的自供电无线振动传感微系统感测管路系统的振动加速度，并作为闭环控制的振动信号传输给所述的电子控制单元；所述的电子控制单元用于根据加速度传感器提供的管路系统振动信号，并与预定幅值进行对比得到误差信号，从而生成并输出控制信号；所述的驱动模块根据接收到的控制信号后输出一定幅值的电流驱动信号；所述的吸振器安装在管路上，用于接收驱动模块输出的电流驱动信号并产生一定的励磁电流，形成可变电磁弹簧，使永磁铁惯性质量块在两个电磁铁间运动，此时永磁体周围的磁性液体因具有粘滞性，其内部会产生剪切流，从而进行剪切耗能，达到半主动振动控制的目的。

2.根据权利要求1所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述的自供电无线振动传感微系统，安装于管路系统上，用于通过感测管路上的振动信号，作为反馈信号传输给电子控制单元，它包括电磁式振动能量采集模块和传感电路模块。

3.根据权利要求2所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述的电磁式振动能量采集模块的工作原理是通过利用管路系统振动能量驱动吸振器内永磁体惯性质量块相对于其外圈的闭合线圈做切割磁感线运动，使穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路内部就会产生感应电流。

4.根据权利要求2所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述传感电路模块，包括能源管理电路、集成传感芯片、信号处理电路和无线传输电路。

5.根据权利要求1所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述控制信号的生成具体包括：

将获得的管路系统宽频基础激励和泵源流体脉动激励确定管路振动主阶次频率，依据所述的振动主阶次频率对接收的振动信号进行带通滤波，保留在振动主阶次附近的振动信号频率成分，对接收到的主阶次频率成分的振动进行判断，即滤波后的振动信号在主阶次频率附近的振动超过预定幅值时，半主动装置开始工作，并生成所述的控制信号；所述的驱动模块用于接收到电子控制单元输出的控制信号，对控制信号施加一定的增益，生成具有一定幅值的励磁电流作为驱动信号作用于吸振器。

6.根据权利要求1所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述的驱动模块用于接收到电子控制单元输出的控制信号，对控制信号施加一定的增益，生成具有一定幅值的励磁电流作为驱动信号作用于吸振器。

7.根据权利要求1所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述的吸振器包括永磁体惯性质量块、第一永磁体、第二永磁体、导轨、第一电磁铁、第二电磁铁、线圈绕组、管夹、壳体和磁性液体，所述永磁体惯性质量块通过定位通孔与穿入导轨中，形成一对相对运动的移动副，所述导轨起到保持永磁体惯性质量块轴向运动的作用，并与吸振器壳体端盖固连；所述第一永磁体、第二永磁体、第一电磁铁和第二电磁铁通过压紧螺栓与壳体端盖相连；所述线圈绕组通过线圈保持架与壳体通过螺栓固连；所述吸振器通过螺栓与管夹固连；所述管夹通过螺栓与管路固连。

8.根据权利要求7所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：所述壳体由非导磁材料制成，采用不锈钢，所述永磁体惯性质量块采用多块永磁体对置布置的方式，所述导轨安装与壳体中心位置，采用非导磁材料制成，所述磁性液体采用微米颗粒与纳米颗粒混合掺杂后分散于硅油基载液中，形成微纳复合磁性液体，所述电磁铁分为第一电磁铁与第二电磁体，安装与壳体内，与永磁体惯性质量块采用磁极相反相对设置的形式，所述永磁体第一永磁体和第二永磁体均采用钕铁硼永磁材料，磁极相对布置，通过过盈配合固定于壳体内，所述线圈绕组采用漆包线材料，通过线圈保持架与壳体通过螺栓固连。

9.根据权利要求7所述的非线性自调谐管路振动噪声半主动控制系统，其特征在于：六个所述吸振器分别通过螺栓沿固定支架的x、y、z、-x、-y、-z方向固定连接，所述固定支架与管路采用螺栓进行固定连接。