1. 研究目的与意义（文献综述）

1、研究目的及意义（含国内外的研究现状分析）
振动是自然界中普遍存在的一种现象，系统受到激励后就会产生振动。人类生活在振动的世界里，振动分为有益振动和有害振动，有害的振动正如船舶辅机造成的低频振动，不仅影响船体结构安全，也影响相关设备和仪表的运行，同时会对环境造成危害和污染。尤其是在军舰中，振动严重影响其战斗力和隐蔽性。为了最大限度的抑制有害振动，工程师们想到了用隔振、吸振的办法，从而设计了动力吸振器，来有效的抑制有害振动。
上世纪初 Frahm发明动力吸振器，它是一种仅用弹簧和质量块组成的简单结构，形成最早的被动式动力吸振器的模型。由于其能有效地控制较小频率范围内系统产生的振动，成为控制振动的有效手段，引起了业内的关注，从此动力吸振器不断发展和完善。随着科技的进步，新技术和新材料的应用，动力吸振器的种类也日益多样化。目前，按照是否有外界能量参与控制，动力吸振器可以分为被动式动力吸振器、半主动式动力吸振器和主动式动力吸振器。被动式动力吸振器当其装置确定时，其特征参数如阻尼、刚度也随之确定，所以仅在吸振器固有频率附近有较好的性能，虽然结构简单，但频段窄、鲁棒性差。半主动式动力吸振器是通过调节吸振器的特征参数如阻尼和刚度，从而使吸振器频率在一定范围内跟踪激励频率，同样如果激励频率偏离固有频率是，吸振效果会明显下降，不适合多频或者宽频激励的情况。而主动式动力吸振器很好地解决了上述两种吸振器的问题，主动式动力吸振器原理是，通过测量系统测量受控对象的振动频率，并传递给控制器，控制器输出控制信号作用到作动器上，作动器由外界供能输出作用力，从而达到吸振的目的，作动器控制的过程可以等效为改变了吸振器的刚度和阻尼，作用力可以在较大范围内快速的变化，所以主动式动力吸振器有着有效频带宽、鲁棒性好、减震能力强等优点。

国外学者对主动式动力吸振器的研究现状： Burdisso和Helimann提出一种双质量主动吸振器，并与单质量进行了比较，结果双质量主动式动力吸振器与单质量的效果基本相同，但是双质量的控制能量是单质量的一半。Morgan和Wang提出一种多频压电吸振器结构，基本原理是在压电片上引入多条支路，每一条支路对应一个吸振频率，适应多频激励的减振。L.Benassi和P.Gardonio研究了一种具有共位的力反馈控制的惯性式作动器，并将其引入到主动隔振系统中进行研究，结 果 表 明 惯 性 式 作 动 器 有 很 好 的 减 振能力。Holdhusen等、Lerner等提出了利用磁流变弹性体设计半主动式动力吸振器。通过改变磁场改变磁流变弹性体的力学性能，从而实现半主动控制。V.K.Wickramasinghe等人提出智能弹簧的概念，利用压电材料较大的刚度和带宽来调整结构参数从而实现振动的半主动控制。N.Zhou和K.Liu开发出高静态、低动态刚度的半主动式动力吸振器，低动态刚度可以增加隔振区域，高静态性能以支撑大载荷。

通过不断的对主动式动力吸振器结构的改进，以及新材料的应用，主动式动力吸振器的可调节性、鲁棒性进一步提高，其明显的性能优势得到了实践的认可。国内大量的科研人员也对主动式动力吸振器有着设计和研究。
我国学者的研究现状是：李玩幽教授提出了采用激振器构成的全主动式动力吸振器，该吸振器具有有效频带宽、能源消耗低等特点。柳贵东等人研制了一种利用电磁作用力与悬浮物重力之差作为控制对象的磁悬浮主动式吸振器。这种吸振器由电磁铁、悬浮物和控制器组成，激扰力被控制器检测出来后，输出控制信号，经D/A转换后形成电流信号，进而产生控制力实时控制。王永、董卓等人研究了一种主动减震系统，这种主动控制方法对基频振动和倍频振动能够很好地控制。胡杰等人设计了一种电磁主动式动力吸振器，通过安装永磁铁在控制结构上，这样电磁铁可以施加给永磁体一个主动作用力来实现振动控制，主动作用力的大小可以通过改变励磁线圈电流的大小来改变。孙志卓、王全娟等人设计了一种主动式可调电磁动力吸振器，当主系统振动时通过调节线圈电流就可以改变互相之间的作用力，从而对主系统进行减振。李剑锋等人研制了一种可以通过改变自身几何参数，使其固有频率随几何参数线性变化的主动移频的新型动力吸振器，具有良好的减震性能和稳定性。钱小勇等人提出一种时域内的可调增益自适应控制策略，使得外激励的频率或幅值变化时动力吸振器能够迅速调节自身参数，达到预期减振效果。
目前人们对振动控制的要求越来越高，比如军用舰艇要求更高的隐蔽性，驾驶车辆要求更高的舒适度等等。但我国生产主动式动力吸振器的厂商很少，并且主动式动力吸振器的发展不能满足社会的需求，所以对主动式动力吸振器的学习研究与优化改进，具有一定的理论意义和工程应用价值。

2. 研究的基本内容与方案

2．1研究内容
主动式动力吸振器是控制船舶辅机低频振动的理想选择，本文主要研究主动式动力吸振器的原理设计、主动式动力吸振器的几何建模及有限元建模、针对可变的动力吸振器各参数对低频振动控制效果的影响规律进行仿真分析、及主动式动力吸振器原理样机的实现技术等。

2．2研究目标
通过对主动式动力吸振器进行建模仿真研究，学习及深化相关理论知识和学会相关软件的使用，并对仿真结果进行分析讨论，提出优化方案，为其在船舶低频振动控制中的应用奠定基础。

2．3技术方案及措施
（1）搜集并研究主动式动力吸振器相关文献，了解其工作原理。

3. 研究计划与安排

3、进度安排
（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。

确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。

（第1周—第3周）
（2）学习matlab和pro/e分析软件，初步掌握他们的基本功能，并搜集主动式动力吸振器的结构类型。

4. 参考文献（12篇以上）

4、参考文献
[1]闻邦椿、刘树英、张纯宇.机械振动学[M].北京：冶金工业出版社，2011.
[2].机械振动.[M]北京：清华大学出版社，2009.
[3]孙红灵.振 动 主 动 控 制 若 干 问 题 的 研 究[D].中国科技大学，2007.
[4]H.Device for damping vibration of bodies:U S,989958[P].1909,35.
[5]张多.动 力 吸 振 器 参 数 优 化 及 其 主 动 控 制 技 术 研 究[D].长安大学，2015.
[6]王佳静.惯 性 式 主 动 吸 振 系 统 设 计 及 其 特 征 研 究[D].哈尔滨工程大学，2011.
[7],.A new dual-reaction mass dynamic vibration absorb-er actuator for active vibration control[J]. Journal of Sound and Vibration,1998.
[8],.Active-assize hybrid piezoelectric for systems under multiple non-stationary harmonic excitation[J].Journal of Sound and Vibration,2002.
[9],.Active vibration isolation using an Inertial Actuator with Local Force Feedback Control[J].Journal of Sound and Vibration,2004.
[10]Holdhusen M.H.The state-switched absorber used for vibration control of continuous systems[D].Georgia Institute of Technology,2005.
[11]Lerner A.A. and Cunefare K.A.Performance of MRE-Based vibration Absorbers[J].Journal of Intelligent Material Systems and Structures,2008.
[12]Viresh K.Wickramasinghe. Research of an Active Tunable Vibration Absorber for Helicopter Vibration Control[J].Smart Structures and Materials,2004.
[13]N. Zhou, K. Liu.A tunable high-static–low-dynamic stiffness vibration isolator[J].Journal of Sound and Vibration,2010.
[14]M. Febbo , S.P. Machado .Nonlinear dynamic vibration absorbers with a saturation[J].Journal of Sound and Vibration,2013.
[15]王琳.动力吸振器的参数设计和动力学分析[D].石家庄铁道大学，2012.
[16]李玩幽.动 力 装 置 振 动 主 动 控 制[D].哈 尔 滨 工 程 大 学 硕 士 学 位 论 文，1997.
[17]柳贵东，马国利，余龙华.磁 悬 浮 主 动 吸 振 的 研 究[J].噪 声 与 振 动 控 制，2003.

[18]王永、董卓敏、陆国华.微 型 斯 特 林 制 冷 机 振 动 主 动 控 制[J]. 实 验 力 学，2003

[19]胡杰.具 有 粘 弹 性 电 磁 式 主 动 动 力 吸 振 主 动 控 制 实 验 研究[J].实 验 力 学，2006.
[20]孙志卓、王全娟、王付山.一 种 主 动 电 磁 式 动 力 吸 振 器 的 研 究 与 设 计 [J].振动与冲击.2006.
[21]李剑锋、龚兴龙、张先舟.主 动 移 频 式 动 力 吸 振 器 及 其 动 力 特 性 的 研 究 [J].实验力学，2005
[22]钱小勇，胡海岩.具 有 快 速 自 适 应 能 力 的 动 力 吸 振 器 [J].振动工程学报，2002.
[23]陈自力、马傲玲、游晓良、陈昌萍.主 动 式 动 力 吸 振 器 的 振 动 控 制 研 究 [N].厦门理工学院学报，2012.
[24]倪正超.磁 流 变 弹 性 体 调谐 动 力 吸 振 器 优 化 设 计 [D].中国科技大学，2005.
[25]朱明刚.船 用 柴 油 发 电 机 组 振 动 主 动 控 制 研 究 [D].哈尔滨工程大学，2012.
[26]房祖波、高强.变 质 量 动 力 吸 振 器 及 其 控 制 策 略 研 究 [D].长安大学，2013.
[27]S. Daleya,*, F.A. Johnsonb, J.B. Pearsonc, R. Dixond.Active vibration control for marine applications[J].Control Engineering Practice ,2004.