磁悬浮隔振器分块归一化LMS算法控制研究

针对自行研制的磁悬浮隔振器,设计了基于分块归一化LMS（Block Normalized Least Mean Square）算法的控制律。该算法不需要对次级通道进行建模,且结构简单,易于实现。把该算法应用于带有非线性特性的磁悬浮隔振实验平台,并对其进行振动主动控制实验。实验结果表明：该控制算法收敛速度较快,取得了良好的隔振效果。     

基于滤波x-LMS算法的磁悬浮隔振器控制研究

针对自行研制的磁悬浮隔振器进行自适应前馈控制,设计了基于滤波x最小均方(Filtered x Least Mean Square——滤波x-LMS)算法的控制律。为了将滤波x-LMS算法应用于带有非线性特性的磁悬浮隔振系统,对滤波x-LMS算法进行了改进。在磁悬浮隔振系统上进行振动主动控制实验,实验结果表明,该控制算法取得了良好的减振效果。     

自适应LMS算法在汽车悬架振动主动控制中的仿真研究

本文对汽车悬架振动主动控制的LMS(Least Mean Square)算法进行仿真研究。基于自适应LMS算法的控制器运算简单、适应性强。以正弦信号激励两自由度悬架振动系统模型，在计算机上利用matlab软件进行仿真，结果表明LMS算法能显著地改善汽车悬架的性能。     

磁悬浮主动吸振器的研究

磁悬浮系统作为一种新型系统，具有其它系统所不具备的特点。本文把磁悬浮系统和基于LMS算法的自适应振动控制技术相结合，并应用于振动消除领域，从而形成了磁悬浮主动吸振器。计算机仿真结果表明，该振动控制器具有良好的工作性能。     

基于最小位移的磁悬浮转子变极性LMS反馈不平衡补偿

针对高速电机磁悬浮转子受不平衡扰动时位移精度下降的问题,提出一种基于最小位移原则的变极性最小均方误差（least mean square,LMS）反馈不平衡补偿策略,通过在线辨识位移信号中的转速同频分量,引入反馈补偿来增加系统对同频分量的广义动刚度,实现不平衡补偿。利用广义根轨迹分析了引入补偿后系统的闭环稳定性,同时针对仅以负极性或正极性引入补偿后,闭环系统均存在临界转频以上或以下发散的问题,设计了通过切换引入补偿的极性来穿越临界转频,从而实现引入LMS反馈补偿后全转速范围闭环稳定。实验结果表明,该方法在全转速范围内均能大幅减小位移信号中的转速同频分量。     

一种噪声与振动主动控制的滤波-MLMS算法

滤波－LMS算法在噪声与振动主动控制中最为常用，但在具有冲击干扰的环境下，其收敛性能变差，本文提出一种更具鲁棒性的滤波－中值LMS算法，无论在冲击噪声还是在非冲击噪声环境下，都具有很好的收敛性，计算机仿真结果进一步验证了这种算法的有效性。     

基于自适应陷波器的电磁轴承不平衡补偿方法

给出了一种基于陷波器的电磁轴承不平衡补偿的自适应方法。该方法不需要系统的具体模型,通过实测的灵敏度函数求得T矩阵,来保证系统稳定性。利用锁相环路实时跟踪转速,产生与转速同频的正弦信号,在很大的转速范围内进行跟踪补偿。方法简单,易于实现,试验结果表明了该方法的有效性。     

基于自适应LMS算法的跨声速风洞模型系统辨识

针对风洞试验模型系统辨识不准确的问题,利用自适应LMS(least mean square)滤波器模型对跨声速风洞模型进行系统辨识。由于实测信号中存在多模态耦合,为了提高系统辨识精准度,首先对输入输出信号作了FRF(frequency response analysis)分析得到试验模型俯仰方向前两阶模态,其次利用快速Fourier变换进行模态解耦,接着利用自适应LMS滤波器模型、传递函数模型、多项式模型对俯仰方向单模态进行系统辨识,最后得到了基于自适应LMS滤波器模型的俯仰方向一阶、二阶模态滤波器系数。通过对比不同数学模型的输出与输入之间的相关系数和均方误差及辨识结果,表明自适应LMS滤波器模型具有更高的系统辨识精准度和更简洁的数学模型结构。为后续风洞试验模型振动主动控制计算法的设计提供有力支撑。     

一种新的变步长LMS自适应滤波算法

通过建立步长因子μ与误差信号e之间的非线性关系，提出一种新的基于抽样函数的变步长LMS算法，并进行了计算机仿真．结果表明，该算法除了具有传统LMS算法计算量小、稳定性较好、简单易于实时处理等优点外，其收敛速度、稳定性以及跟踪速度均优于传统固定步长LMS算法抽样函数、SVSI—MS算法。     

磁悬浮轴承转子热弯曲振动特性研究

为了研究磁悬浮轴承-转子系统中由于轴颈铁损集中而出现的热弯曲振动现象,根据磁悬浮轴承的工作原理,总结出热弯曲振动的变化规律,并利用Bertotti铁损分离模型得到转子轴颈处的铁损耗,以铁损耗作为热源,结合磁悬浮轴承的支承特性,建立转子热-结构耦合振动方程,求解得到热弯曲振动响应.同时,为了研究转子工作时热弯曲振动的变化...     

Stable fuzzy control with adaptive rotor imbalance compensation for nonlinear magnetic bearing systems

Abstract

The six‐DOF nonlinear dynamics and rotor mass‐imbalance induced vibration of a high‐speed magnetic bearing are rather complex. In this paper, an analytical T‐S (Takagi‐Sugeno) fuzzy model with simplified linearly‐parameterized mass‐imbalance model for magnetic bearings is first constructed. Based on the T‐S fuzzy model, a stable fuzzy control including adaptive imbalance compensation is then proposed through robust performance analysis. Simulation validations show that the proposed control law can suppress the rotor imbalance‐induced vibration and has excellent capability for high‐speed tracking and levitation control.     

基于LMS算法的移相干涉仪环境振动控制器

环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱动PZT光学移相器对振动引起的光程差(或波前相位)变化进行实时补偿。通过这种闭环控制,系统能够对幅频积小于100waves*Hz的环境振动进行有效补偿,实验中获得了稳定的移相干涉条纹,保证了光学测试的正确性。     

基于饱和约束LMS算法的磁悬浮隔振器控制研究

研究磁悬浮隔振器的抗饱和减振控制,针对限幅抗饱和法容易激起磁悬浮隔振器共振和Boaz Rafaely抗饱和算法的阈值很难确定,如果阈值选择过大容易激起磁悬浮隔振器共振,如果选择过小则损失减振效果这些问题,提出一种饱和约束处理方法,即加入连续惩罚函数方法。推导相应的改进LMS算法并设计出抗饱和自适应前馈控制律。通过仿真和在磁悬浮隔振器系统上进行实验对比,验证这种方法相对于限幅抗饱和算法和Boaz Rafaely抗饱和算法具有一定的优越性。     

主动磁悬浮轴承支承旋转机械的减振性能研究

针对旋转机械的振动噪声问题,在对轴承工作特性及系统振动传递特性进行理论分析的基础上,提出了采用新型主动磁悬浮轴承取代传统机械轴承以实现整机减振降噪的设想.以某工程试验样机为研究对象,利用有限元软件考察了轴承的刚度变化对该样机轴承座机脚振动不平衡响应的影响,进而开展了专门的振动对比实验来对主动磁悬浮轴承的减振性能进行实际评估.结果表明:减小轴承刚度的思路对于降低旋转机械的机脚振动确实可行;相比于机械轴承,采用主动磁悬浮轴承支承对于减小整机振动水平具有显著实际效果.相关结论可为拓展主动磁悬浮轴承技术的应用领域和场合提供重要思路及数据支持,同时也为其今后的工程化实用奠定研究基础.     

混响背景下基于分数阶傅里叶变换的自适应LMS滤波算法

针对强混响背景下经典的最小均方误差(Least Mean Square,LMS)滤波算法难以有效地实现信混分离的问题,提出一种基于分数阶傅里叶变换的自适应LMS算法。首先将混响信号和自适应LMS滤波算法中的参考信号进行分数阶傅里叶变换,寻找最优变换域,并在分数阶域进行带通滤波,然后将得到的信号进行分数阶傅里叶反变换,最后将基于正态分布曲线的变步长LMS算法应用于此混响条件下进行滤波。仿真和海试数据验证结果表明,在信混比为0 dB的情况下,算法仍可以有效地滤除混响,使信混比提高6dB。     

基于随机游走和输入估计方法的振动主动控制研究

摘要:为了研究未知外扰作用下动力学系统的振动主动控制问题,结合Kalman滤波和LQG(linear quadratic Gaussian)控制方法,提出了基于随机游走和输入估计的振动主动控制方法。为尽量获取未知外扰信息,首先采用随机游走模型构建求知外扰信号的离散递推形式,并将其作为辅助状态引进受控系统的状态方程。然后,借助具有信号识别和跟踪能力Kalman滤波原理,对含有辅助状态的系统进行状态估计,从而得到未知外扰的估计值．根据系统已知测量输出、未知状态及外扰的估计值构造系统目标函数,采用ＬＱＧ方法求解系统最优控制输入。最后针对sdof模型进行数值仿真。结果表明受控系统在非随机和随机外激励下都具有良好的控制效果,且控制精度优于传统ＬＱＧ方法     

备用轴承碰撞副对电磁轴承失效后转子坠落瞬态响应的影响

在一个电磁轴承支撑的柔性转子实验系统上测量了电磁轴承失效后转子坠落在不同碰撞副滚动型备用轴承上的瞬态响应,分析了碰撞副的材料和润滑条件对转子坠落过程中瞬态响应的影响。结果发现碰撞副材料的不同配合和碰撞副间的润滑条件对转子坠落在备用轴承上的瞬态响应有明显的影响。适当地选择碰撞副材料以及保持碰撞副间良好的润滑有利于减小转子坠落过程对备用轴承和转子的影响,特别是能够避免出现对备用轴承有显著影响在整个间隙圆范围的碰撞型回转运动,提高备用轴承的抗冲击能力。     

基于LMS自适应滤波的汽车主动悬架研究

针对简化的车辆模型，确定汽车簧上质量的加速度、车轮与地面问的动载荷以及车身的动挠度为悬架系统性能评价指标。将LMS自适应滤波算法与广义自适应控制相对比，仿真计算表明，LMS自适应控制策略不仅计算简单，而且性能指标明显优于广义自适应控制方法。