一种新的全镇定控制器的参数设计法研究

Youla参数化方法广泛应用于控制系统的分析和设计;此方法使得系统闭环稳定的全部的镇定控制器均以一个稳定传递函数作为待定参数来表达;建立另外一种不同的参数化方法,这种方法尤其适用于主动振动控制系统:它不仅参数化所有镇定控制器,同时能够给控制性能变量以非常直观的几何图形解释;讨论这种新方法的特性及其设计,并将该设计方法应用于一个三自由度的主动振动隔离系统中,仿真结果表明,所提出的方法可以有效地达到主动振动隔离的设计目的。     

高速列车转向架的主动稳定性研究

提出了基于构架横向振动的高速列车稳定性主动控制方法,讨论了采用惯性作动器控制构架横向振动,以及对动力转向架驱动系统采用主动弹性悬挂这两种实施方式.以车辆蛇行稳定性指标和控制力作为两个目标函数,利用遗传算法(NSGA-II)来优化控制参数和驱动系统悬挂参数.研究表明构架横向振动控制可以有效地提高转向架蛇行稳定性.同时发现当直接反馈构架状态实现构架振动控制时,控制系统时滞易导致系统失稳,因此提出一种通过反馈附加振子状态的方法来减小时滞的影响,合理的附加振子悬挂参数有利于提高车辆系统稳定性.较硬的附加振子可提高转向架控制系统的蛇行临界速度裕度,但会导致控制系统在一定的时滞内出现不稳定的现象.因此,在优化附加振子悬挂参数时,必须同时兼顾转向架蛇行稳定性和控制系统稳定性.本文对于涉及的350 km/h高速列车转向架,得出了附加振子的最佳固有频率和阻尼比.     

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.     

显式模型预测控制及其在电梯机械系统振动控制中的应用

基于约束线性优化控制问题的多参数规划方法,分别建立了约束线性时不变和时变系统的显式模型预测控制系统．应用建立的显式模型预测控制系统,对不同运行工况（轻载、重载）下的电梯机械系统的主动振动控制进行了仿真．研究结果表明,电梯机械系统显式模型预测控制的主动振动控制效果明显．     

时滞在磁流变主动控制系统中的影响

在分析磁流变阻尼器的时滞特征,时滞对单自由度磁流变控制系统影响基础上,将磁流变阻尼器应用于高速机车系统的振动控制中.从理论角度分析了基于磁流变阻尼器的四分之一机车系统在主动控制下的时滞问题,并进一步探讨了主动控制下时滞对高速机车系统整车悬挂系统的影响.仿真分析了高速机车系统整车模型应用磁流变阻尼器后,在主动控制下的时滞影响.结果表明,能够快速反映的磁流变阻尼器并不能彻底消除控制系统的时滞问题.磁流变主动控制系统在较大时滞的影响下,高速机车振动加剧,安全性受到威胁,甚至失去控制.     

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。     

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。     

汽车车内噪声主动控制系统仿真

降低汽车空腔的振动,是抑制汽车车内噪声的有效途径之一;以激振器、作动器和控制器等为主要部件,搭建了简化的汽车车内噪声主动控制系统,该系统通过将汽车空腔模型简化为板件,以减弱板件振动为目标,实现了汽车车内噪声主动控制;采用简谐正弦及余弦信号作为激振器发出的激励,用于模拟板件的初始振动,控制器通过采用模糊控制算法直接控制压电陶瓷作动器的振动,压电陶瓷作动器的振动用于抑制板件的振动,完成了汽车车内噪声主动控制系统仿真;仿真结果表明,研究采用的汽车车内噪声主动控制系统,使汽车空腔振动降低23%,为解决由汽车发动机和动力总成的振动所引发的汽车车内噪声问题提供了一个有效途径。     

基于能量分析的馈能式主动控制系统设计

提出了一个馈能式主动控制系统的设计方案,首先给出了一种馈能式主动控制的电机作动器的驱动方式,使得作动器能够在三种工作模式下进行功能切换.其次,分析了三种模式的工作时间比与能量平衡之间的关系,给出了能够实现能量平衡的基本条件,并得到了系统达到能量平衡的条件.最后,通过一个馈能式主动控制系统设计的算例验证了方法的可行性.仿真结果表明,该主动控制系统能够有效降低振动激励的干扰,并且能够达到能量平衡,即不需要外部的能量供给.     

多自由度参数振动混沌控制方法研究

基于耦合倒立双摆模型,本文采用Liapunov-Floquet变换,将周期时变系统转化为时不变系统,并引入反馈和极点配置,对该多自由度系统做参数振动进行主动控制.对研究的系统结合单位脉冲响应进行了稳定性分析,并成功地应用于系统混沌控制.     

电磁反力作动器控制系统设计

开发了一种采用电磁作动器的SPWM振动主动控制系统。简单介绍了电磁作动器的数学模型,通过仿真分析与试验分析了解了作动器的作动特性。阐述了SPWM的调制原理与频谱分析。对某中型货车发动机振动主动控制系统进行了控制规律研究,并应用单片机技术对控制系统进行了减振试验验证。结果表明发动机振动衰减明显,该振动主动控制系统的设计是可行的。     

基于模态空间的海洋平台冰致振动的 H∞ 控制

通过在海洋平台顶部安装主动调谐质量阻尼器（AMD）,研究了平台在冰荷载作用下的主导模态H∞控制．首先采用H∞方法与模态空间的平衡降阶法进行控制设计,然后基于虚拟激励法得到了系统冰致振动的解答,并应用此解答进行了广泛的参数研究,确定了平台减振效果最佳时的H∞控制器最优参数．通过该应用特例,以评价H∞控制器的有效性．结果表明如果H∞控制器的参数选择合适,则可以显著减小平台的冰致振动响应．     

铰支柔性梁主参数共振的时滞反馈控制

研究了时滞反馈控制作用下铰支柔性梁主参数共振问题.采用多尺度法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下铰支柔性梁非线性主参数共振,分析了时滞、反馈控制增益,非线性系数等系统参数对系统非线性主参数振动的影响,分析了主参数动力响应随参数变化的规律.结果表明:随着反馈增益的增大,系统响应幅值得到明显抑制,合理地控制系统参数选取可提高振动控制的效率.     

时滞反馈作用下压电梁的参数共振分析

基于Hamilton原理建立了受控压电梁的参数振动方程,研究了轴向激励压电梁时滞速度反馈控制的主参数共振.采用非线性振动的多尺度法研究了压电梁的亚谐波主参数共振,并对其稳定域进行分析.通过算例分析得到了不同时滞,控制增益,轴力影响下压电梁参数共振的稳定域和时程曲线.结果表明:时滞值增大,系统承受轴向力减小,相对于控制增益则反之.同时,随着轴向力增大,在一定范围内主动阻尼增加,时滞反馈能有效降低响应幅值.随着时滞值增大,减振效果变差.     

连续时间混沌系统的参数自适应控制

研究了连续时间混沌系统的参数自适应控制,提出了关于多重参数混沌非线性系统 的参数自适应控制的新方法.考虑系统参数是线性形式的自适应控制,利用Lyapunov方法 证明了参数控制方程是全局渐近稳定的.研究结果表明该控制方法是分析混沌参数白适应控 制的一个十分有效的方法.     

连续时间混沌系统的参数自适应控制1)

研究了连续时间混沌系统的参数自适应控制,提出了关于多重参数混沌非线性系统的参数自适应控制的新方法.考虑系统参数是线性形式的自适应控制,利用Lyapunov方法证明了参数控制方程是全局渐近稳定的.研究结果表明该控制方法是分析混沌参数自适应控制的一个十分有效的方法.     

伸缩机翼动力学实验研究

伸缩机翼作为一种可变形翼,变形过程中,由于其结构时变特性严重且具有柔性体特点,翼面横向振动特性实时变化从而影响飞行性能.基于伸缩机翼实验模型,分别开展了伸缩机翼模态实验研究和振动实验研究,即通过PLC控制系统控制伺服电机转速及转向,进而改变活动机翼外伸长度及伸缩速度,一方面利用锤击法获得五种活动机翼外伸长度下前三阶模态参数;另一方面利用ICP加速度传感器、LMS数据采集分析系统采集并处理活动机翼伸缩过程中横向振动加速度信号,获得伸缩速度与最大振动幅值、最大响应频率之间关系.结果表明,活动机翼外伸长度增加,结构固有频率值减小;伸缩速度作为参数激励,其等效激励与活动机翼某一外伸长度下某一阶固有频率值相近而导致颤振.为伸缩机翼翼面振动控制和伸缩速度合理选择提供理论依据和技术支持.     

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.