[发明专利]一种船舶共振破冰主动控制方法和装置

摘要

本发明属于船舶领域，具体设计一种船舶共振破冰主动控制方法和装置。该主动控制装置由振动加速度计、数据采集及处理系统、电频控制系统三部分构成。数据采集及处理系统包括FFT分析仪、滤波器、DSP控制器，电频控制系统包括变频器和交流电源。破冰时DSP控制器输出控制信号至电频控制系统，驱动作动器以船体首阶垂向固有频率激励冰层5～10s；该响应信号经滤波器滤波和傅里叶变换获得冰层固有频率，DSP控制器依据识取的冰层固有频率，输出控制信号至电频控制系统，调控作动器以激励频率激励冰层，实现破冰激励频率的主动控制。本发明具有结构简单、自适应性强等优点，可满足船舶多功能破冰的工程需求。

主权项

1.一种船舶共振破冰主动控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：作动器以船体结构固有频率f0激励冰层5～10s，激励停止后振动加速度计采集5～8s自由振动响应信号；步骤2：滤波器对振动响应信号实施低频滤波，消除船体低频振动响应干扰信号；步骤3：滤波后信号传输至FFT分析仪，对信号进行快速傅里叶变换，获取频域振动响应信号；步骤4：将频域振动响应信号传输至DSP控制器，提取频域振动响应信号峰值频率fw，w＝1,2,3，其中f0为船体结构固有频率，f1、f2和f3为冰层前三阶固有频率；步骤5：DSP控制器输出控制信号至电频控制系统，调整液压油缸或步进电机的能量输出，使作动器以激振频率fn激励冰层，且激振频率fn满足fn＝fw，w＝1,2,3，实现共振破冰激励频率的主动控制。