卷包設備動力吸振降噪系統(tǒng)綜述-電氣工程與自動化

草加工企業(yè)的卷煙包裝設備，有針對性地提出了一種被動式動力吸振系統(tǒng)，通過采集機組的噪聲及振動信輻射；本文通過前期現(xiàn)場調(diào)研，收集噪聲基頻數(shù)據(jù)確定噪聲類型和來源，建立被動式動力吸振系統(tǒng)數(shù)學模【關(guān)鍵詞】動力吸振；變剛度技術(shù)；控制算法【收稿日期】2023年10月20日【出刊日期】2023年12月19日【DOI】10.12208/j.jeea.20230031Overviewofdynamicvibrationabsorptionandnoisereduct【Abstract】Thenoiseofpackagingequipmenthasacertainimpactonthelaborhealtharesomeachievementsintheresearchofnoisereductionmeasabsorptionmaterialsandsoundsourceisolationmeasuresasthemainneffectivenessrationeedtobefurtherimproved.Thepassivedynamicvibrationabsorptionsysofnoiseoccupationalhazards.Themainresearchobjectofthispaperiprocessingenterprises,andapassivedynvibrationsignalsoftheunit,thesystemsoftwareanalyzesandsendsstiffnessadjustmenvibrationabsorbertochangevibrationabsorptionparametersandsuppressvibrationatkeypositionstoreducenoradiation.Basedonthepreliminaryfieldinvestigation,thispapercollectsthenoisetypeandsource,establishesthemathematicalmodelofthepassivedynamicvibrationabsorptionsystem,expoundsthecompositionstructureandrelatedprincipaspectsoftheprincipleofthedynamicvibrationabsorptionsystem,variablealgorithm,andprovidesanewideafornoisecontrol.【Keywords】Dynamicvibrationabsorption;Variablestiffn老化，其振動及噪聲問題日益凸顯，個別機組主動隔振性能嚴重下降，導致機械振動明顯傳遞到地面及其他相鄰設備，另外設備運行中存在空氣動力噪聲，這些都惡化了卷包車間設備運行環(huán)境及影響了操作人員的身體健康。為此，我們會同相關(guān)科研院所研究人員針對ZJ17機組的振動噪聲問題進行了前期現(xiàn)場調(diào)研。測試顯示，個別機組工位噪聲超過），噪聲和空氣動力噪聲兩部分構(gòu)成，基于頻譜特性分析可知，機械系統(tǒng)噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲，噪聲能量主要運行負荷變化時，基頻噪聲異常明顯。當機組工作氣與鼓輪吸附槽形成的運動機械-氣體動力耦合激道以及機組通風口等向外輻射，形成車間的主要噪聲源?；谏鲜銮闆r，本文提出了一種基于動力吸振的降噪系統(tǒng)，旨在探索一條新的卷包車間噪聲治號，上傳至計算機系統(tǒng)進行分析后，向動力吸振器發(fā)出調(diào)節(jié)剛度的指令以改變吸振參數(shù)，達到動態(tài)適常規(guī)吸振降噪方法多采用物理性的減振隔振、機組這類聲學開放空間多而雜的設備而言，常規(guī)降噪方法結(jié)構(gòu)設計復雜、成本較高、在使用一段時間之后可能噪聲水平會再次上揚。因此有必要探索新型高效低成本的吸振降噪技術(shù)。對于機械振動噪聲而言目前國際國內(nèi)研究的熱點是主動及半主動吸振降噪。前者的主要技術(shù)思路是采用外部施加能量的方法抵消源系統(tǒng)的振動能量（噪聲本質(zhì)也是一種振動波），后者是通過附加子系統(tǒng)來最大限度地消耗主系統(tǒng)的振動能量。全主動減振降噪在靜音耳機、高級乘用車輛中已經(jīng)有部分應用，但在復雜工業(yè)生旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的機械振動以及負壓系統(tǒng)引發(fā)的空氣動力噪聲部分通過機組殼體的薄板振動向外輻射，采用半主動動力吸振，充分消耗掉殼體的振動能量，就微分方程如式（1）所示[2]：從本質(zhì)上，為使主系統(tǒng)的頻響函數(shù)幅值最值達到最小，需要調(diào)整吸振器的固有頻率，使之保持與主系統(tǒng)的最優(yōu)頻率比。關(guān)于動力吸振器固有頻率的調(diào)節(jié)，目前的研究現(xiàn)狀主要有兩種途徑：調(diào)整子系統(tǒng)的分布質(zhì)量或者分布剛度。調(diào)整分布質(zhì)量主要通過調(diào)節(jié)子系統(tǒng)有效質(zhì)量中液體的體積質(zhì)量來實現(xiàn)，動力吸振器尺寸有限的情況下難以適用，故本文采置的振動來自于機械系統(tǒng)振動和空氣動力噪聲的耦合激勵，且隨著生產(chǎn)運行工況的變化而變化，因此動力吸振器（子系統(tǒng)）的剛度系數(shù)必須動態(tài)可調(diào)才半主動動力吸振器中應用的變剛度技術(shù)分為機械式變剛度技術(shù)和智能材料式變剛度技術(shù)。機械式變剛度技術(shù)是利用機械結(jié)構(gòu)設計來實現(xiàn)吸振器的彈性單元的剛度調(diào)節(jié)從而達到改變吸振器自身固有頻結(jié)構(gòu)。智能材料變剛度技術(shù)是以智能材料為彈性元件，以實現(xiàn)剛度由外界條件可控的目的。目前國內(nèi)外研究的熱點為壓電材料、形狀記憶合金和磁流變彈性體等。殷永康等總結(jié)了各變剛度技術(shù)的優(yōu)缺點基于所述性能指標對比，結(jié)合機組減振降噪環(huán)2.3基于組合梁變剛度技術(shù)的動力吸振動力吸振裝置包括無線接收器件、微型絲桿和帶位置反饋的微型電機、組合梁機械結(jié)構(gòu)、嵌入式其基本作用過程是：信號采集系統(tǒng)將調(diào)理后的噪聲及振動傳感器信號通過WIFI發(fā)送至上位計算薄板）的受激振動頻率，以此計算出吸振器應有剛度值，并采用智能控制算法計算出電機應有的轉(zhuǎn)動并由嵌入式控制器控制電機進行轉(zhuǎn)動，從而帶動微型絲杠旋轉(zhuǎn)，改變組合梁的梁間跨度，以改變整個動力吸振裝置的剛度。剛度調(diào)節(jié)過程是一個完整的在動力吸振降噪系統(tǒng)中，主系統(tǒng)的受激頻率是動態(tài)變化的，為了達到理想的減振降噪效果，需要吸振裝置通過剛度變化調(diào)整自身的固有頻率以自適應地跟蹤主系統(tǒng)的各階頻率變化；動力吸振降噪系統(tǒng)是一個多閉環(huán)的復雜控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的簡化控制系統(tǒng)框圖如圖5所示：吸振器參數(shù)優(yōu)化算法的核心目標是根據(jù)噪聲限值和主系統(tǒng)的噪聲及振動反饋信號來對確定動力吸動力吸振裝置的組成結(jié)構(gòu)及其相關(guān)物理參數(shù)換算為組合梁的跨度控制目標值輸出。其實質(zhì)是一類最優(yōu)化求解問題。解決該問題常用的有退火算法、蟻群組合梁跨度控制是一類位置控制問題，需要滿對吸振器剛度的變化要求是動態(tài)的，所以組合梁的跨度變化要及時地跟蹤響應；準確是指對于前級的誤差范圍之內(nèi)；穩(wěn)定是指在達到目標值誤差范圍式的擬人化智能算法，其具有如下特點[6]：地在各種非線性時變系統(tǒng)中（以倒立擺系統(tǒng)控制為代表）得到了成功應用，取得了世界領先的控制成電機作為底層執(zhí)行機構(gòu)，通常采用速度與電流球機器人的底層運動控制中也有成功的案例[7]。其運行噪聲呈現(xiàn)多頻特征?？刂圃肼暤耐緩街皇且种葡到y(tǒng)的機械振動，本文基于變剛度動力吸振方法，結(jié)合主系統(tǒng)噪聲振動信號的采集和分析，采用多級控制算法，建立吸振降噪系統(tǒng)以降低車間噪聲包含噪聲振動信號的實時監(jiān)測系統(tǒng)，對于進一步實現(xiàn)對設備的故障分析和診斷提供了軟硬件平臺，進分析及治理方法[J].煙草科技,2012,[2]廖錦鵬.基于實時頻率識別的動力吸振器的