基于FX-LMS算法的微振动主动隔振控制系统开发

控制系统是基于压电智能结构的各类微振动主动隔振系统的核心部分,而控制性能好、运算快速、实现方便的控制算法则是控制系统开发的关键.基于FIR数字滤波器,并应用FX-LMS自适应算法,对基于压电智能结构的各类微振动主动隔振系统的控制算法进行推导,并对其实现过程进行分析,以便于控制系统开发.在此基础上,利用该FX-LMS算法开发了某一维微振动主动隔振平台的自动控制系统,用于对该算法的控制效果进行实验测试和验证.实验结果表明,所推导的FX-LMS算法具有良好的控制效果,应用领域广阔.     

基于dSPACE的智能结构实时主动振动控制

本文介绍了dSPACE系统以及基于dSPACE的实时主动振动控制。在Simulink中搭建控制系统框图并编写基于LMS的S-Function控制算法,利用RTW/RTI将控制框图编译并下载到dSPACE系统,以dSPACE作为控制器与实际控制对象连接,驱动智能结构做动器,进行单自由度主动振动控制实验研究,实验结果证明该方法具有较好的稳定性和可靠性。     

基于模糊PID控制的列车主动悬架振动控制研究

为了研究高速列车主动悬架系统横向振动控制,将研究对象简化为二自由度1/4车悬挂模型,研究了高速列车车体的横移、侧滚为变量的列车悬挂控制系统,采用德国轨道谱作为列车的激励拟合。算法控制器选择方面,在PID控制和模糊控制的基础上,建立模糊PID控制,并建立了基于模糊PID控制的高速列车主动悬架横向振动控制系统,通过MATLAB仿真生成关系曲线,验证了模糊PID控制算法具有更好的控制效果。     

主动机敏结构DSP信号采集与处理单元设计

针对分布植入式压电机敏结构振动主动控制技术需求,设计一种嵌入式架构的多通道DSP测控单元,具有数据采集、控制算法运算和处理结果输出功能,尤其发挥DSP处理器高效快速的数据处理能力;在简明介绍技术背景的基础上,详细阐述系统总体设计思想、系统软硬件设计方案、系统构成与核心部件、AD和DA核心模块分析、功能指标和开发过程,以及实验测试与结果分析;设计开发与测试分析表明,该信号采集与处理单元性能良好,能够满足实际研究工作的需要,同时在主动减振机敏结构测控系统微型化方面进行了有益的尝试.     

含正反馈振动主动控制系统的混合自适应控制

对于存在结构正反馈的振动主动控制系统,传统的基于有限冲击响应的自适应前馈控制器设计方法难以同时保证控制系统稳定与良好的控制性能.本文在分析正反馈对前馈控制系统影响的基础上,基于无限冲击响应控制器设计模式,提出一种结合前馈自适应控制器和反馈自适应控制器的混合自适应振动主动控制方法.其中前馈自适应控制器采用参考传感器采集到的扰动相关信号作为参考信号,反馈自适应控制器通过构建扰动的估计量作为参考信号,控制器参数更新采用Landau参数递推算法.以一典型的具有固有正反馈性质的机械振动系统为控制对象,给出了该混合自适应控制算法的详细推导过程以及稳定性和收敛性分析过程,得到了算法稳定与收敛的严格正实条件以及相应放松严格正实条件的要求.在此基础上,通过构建实时振动主动控制实验平台,针对多种振动扰动开展对比实验分析.相关实验结果验证了本文提出的混合自适应振动主动控制方法的可行性和有效性.     

基于递推最小二乘的自适应滤波振动主动控制算法分析

针对自适应滤波X最小均方差(FXLMS)和滤波U最小均方差(FULMS)振动主动控制算法收敛性较为缓慢的问题,给出一种基于递归最小二乘(RLS)方法的自适应滤波控制算法。该算法大致有无限长脉冲响应(IIR)滤波器结构和RLS算法两部分组成,IIR滤波器作为整个算法的主体框架,采用RLS算法针对滤波器的权值进行实时调整,实现了自适应滤波控制算法的功能。仿真对比分析表明,所提算法收敛速度较快。经过实验平台验证,被控对象的整体振动响应下降了65%左右,证明了算法的有效性和可行性。     

P型迭代学习控制在振动主动控制的应用

振动主动控制主要目的就是利用有效的控制方法达到振动的抑制,尽量减少有害的振动.研究了P型迭代学习控制算法的收敛性,并且针对周期性震动源,探讨了将该算法在振动主动控制中应用.对2-自由度质量弹簧阻尼系统进行仿真实验,结果表明,该算法具有更为良好的性能,特别在低频下,能在较短的时间内使得系统位移为零,达到减震的效果.     

一种自适应振动主动控制策略及其在C型三维表面检测系统中的应用

基干广义最小方差和一步超前预报理论,围绕三维型面扫描系统中所存在的周期性徽振动问题,提出了一种新的自适应振动主动控制算法.以C型臂式三维激光扫描系统为应用背景,基于来自于该系统的数据样本建立了系统的振动动态自回归滑动平均模型(ARMA模型).采用所提出的自适应控制算法对该模型进行了振动主动控制仿真研究.仿真结果验证了所提出的方案可以有效地抑制C型臂运动过程中产生的振动,提高系统的整体三维检测精度.     

基于LS-SVM/PID复合逆系统的预测控制

为了提高预测控制算法的控制性能,提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)/PID复合逆系统的预测控制算法。该算法在PID控制的基础上,利用LS-SVM离线建立被控对象的非线性逆模型作为前馈控制器,形成直接逆控制,其克服了逆系统方法鲁棒性不强的缺陷,并与原系统串联构成一个伪线性系统;然后,结合预测控制算法实现系统的预测控制。仿真结果表明,该算法具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。     

压电柔性机械臂的主动振动控制研究

针对柔性机械臂的振动问题,采用压电智能结构作为敏感器和驱动器进行主动控制.首先建立柔性机械臂的实验装置,其次对设计的柔性机械臂系统进行辨识研究,得到系统的前二阶模态频率,再次采用PD控制和PPF控制算法对柔性机械臂进行主动振动控制.实验结果表明,采用压电智能结构可以抑制柔性机械臂的振动,效果明显.     

智能结构自适应消振控制系统开发与实现

从振动主动控制设计思想出发，基于自适应控制策略，对实现结构振动响应主动控制的自适应控制系统进行了研究与开发；在此基础上，应用自适应滤波前馈控制方法对一压电机敏刚架结构进行了振动主动控制实验，取得了良好的抵消振动效果，从而表明了这一系统的有效性与可靠性。     

压电自适应桁架结构智能振动控制

介绍了采用模糊神经网络模型进行振动主动控制的压电自适应桁架结构设计、应用及实验结果. 设计了一种具有自适应结构技术的压电主动构件结构, 并提出了具有5层结构能够自调整隶属函数的模糊神经网络控制模型. 为了验证控制模型的有效性, 搭建了配置压电主动构件的双跨桁架结构试验平台, 通过检测误差信号, 由模糊神经网络控制模型确定主动构件的驱动输出. 试验结果证实了模糊神经网络控制模型在振动抑制方面的有效性.     

基于压电陶瓷执行器的车削振动控制系统研究

针对车削加工时振动对加工精度的影响,设计了一种车削振动主动控制系统,系统控制器采用基于人工免疫系统的改进型反馈控制器,执行器采用压电陶瓷材料设计制作,建立压电陶瓷执行器和专用刀架传递函数模型,在Matlab环境下进行建模仿真,当振动频率在50～150Hz时仿真结果表明该控制系统能抑制振幅97%以上;另外进行了现场试验,以普通45#钢为车削工件,车削深度为0.07mm,在正常转速下对车削振动进行主动控制,结果证明设计的车削振动控制系统能抑制车削振动幅度37%以上。     

基于免疫反馈算法的缝纫设备振动控制研究

为降低缝纫设备缝纫时产生的振动对缝纫性能的影响,开发了一种缝纫设备振动主动控制系统。该系统中的执行机构采用超磁致执行器,能满足振动控制精度和频响的要求。在完成系统的总体设计后,研究了超磁致伸缩执行器工作原理以及缝纫设备机身的振动特性,并分别对他们进行建模。设计了一种基于人工免疫原理的免疫反馈控制器,采用MATLAB环境中的Simulink工具对控制系统进行建模仿真,并在工业缝纫机上进行了现场实验测试,结果证明该系统能很好地抑制缝纫时引起的机身振动。     

汽轮发电机组转子轴系扭振系统部分模态施控特性研究

在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上,根据独立模态空间控制的思想,探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性,导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律,并对一台200MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分施控的模拟计算,取得了理想的效果.     

汽轮发电机组转子轴系扭振系统部分模态施控特性研究

在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上, 根据独立模态空间控制的思想, 探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性, 导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律, 并对一台 2 0 0MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分施控的模拟计算, 取得了理想的效果.     

基于DSP利用自适应逆方法进行振动主动控制的研究

为了克服大型军用天线的随机振动，采用基于新颖的自适应逆控制理论的解决方案以及主动振动控制的思想方法，利用数字信号处理器进行了振动控制方面的研究。并设计试验对随机振动当中的一个模态进行了有效控制，结果证明基于自适应逆方法的振动的主动控制策略在对大型空间结构随机振动的消除方面是行之有效的。     

基于DSP的小型化振动主动控制系统的设计与实现

介绍了基于TMS320F2812DSP的振动主动控制系统组成及其工作原理。为了实现系统的小型化和集成性,设计出了一种高效的振动主动控制系统。对LMS（最小均方）自适应滤波算法进行了初步研究,并将其应用于此振动主动控制系统中。结果证实了该测控系统软、硬件设计的正确性和有效性。     

基于低成本移动机器人设计的超声SLAM

介绍了基于TMS320F2812DSP的振动主动控制系统组成及其工作原理。为了实现系统的小型化和集成性,设计出了一种高效的振动主动控制系统。对LMS(最小均方)自适应滤波算法进行了初步研究,并将其应用于此振动主动控制系统中。结果证实了该测控系统软、硬件设计的正确性和有效性。     

压电加筋壁板结构的多模态自抗扰振动控制

针对压电加筋壁板结构多模态主动控制时存在振动模型和外界干扰难以确定等问题, 提出一种不依赖结构数学模型的多模态自抗扰振动控制方法. 首先,采用多回路的扩张状态观测器实时估计其他模态的输出叠加、输入耦合、高次谐波以及外界激励等组成的集总干扰, 并将估计值通过前馈补偿的方式消除干扰对整个控制系统的影响. 然后, 针对每个控制模态设计独立的PD反馈控制器. 为了提高整个控制系统的振动抑制性能, 结合多模态振动控制的特点, 引入一种具有实际意义的性能指标函数. 并基于此性能函数, 提出基于logistic映射的自抗扰振动控制器参数自动优化方法. 最后, 利用dSPACE半实物仿真平台, 搭建了四面固支壁板结构的压电振动控制实验系统.最后, 多模态干扰激励的实验结果表明了所提的多模态自抗扰振动主动控制方法的有效性.