基于次级通道在线辨识新算法的振动主动控制

提出一种基于改进滤波型最小均方(filtered-X least mean square,简称FXLMS)算法次级通道在线辨识方法,将其应用到结构自适应振动主动控制中。该算法可以消除主动控制环节和次级通道辨识环节相互影响,加快系统的收敛速度,并有效消除附加随机信号对待控制区域残余振动的影响,简化了系统算法的复杂度。将该方法基于LABVIEW进行振动控制仿真,从收敛性能和振动控制效果两方面进行比较,得出其改进优势。以简支梁为控制对象,用本研究方法进行结构振动主动控制的试验研究。结果表明,该控制系统对简支梁的振动响应有很好的抑制作用,说明该基于次级通道在线辨识的主动控制方法的有效性。     

基于自适应滤波的悬臂梁振动速度反馈控制

分析PVDF(polyvinylidene fluoride)压电效应振动速度测量和悬臂梁振动的主动阻尼控制原理，指出基于压电效应的振动速度测量将引入并放大噪声信号，严重降低振动主动阻尼控制算法的稳定性以及振动控制的效果：提出利用自适应滤波技术对时变的振动速度信号进行滤波，提高速度反馈的主动阻尼控制算法的稳定性，实现悬臂梁振动的有效抑制。最后以一悬臂粱为例，进行数值仿真，验证该方法的有效性。     

基于IIR结构的自适应滤波振动主动控制方法

当前自适应滤波前馈控制方法中具有代表性的是滤波-X最小均方(filtered-X least mean square,简称FX-LMS)算法,它通常假定干扰源可测且作为前馈控制器的参考输入,但实际振动控制过程中需要考虑控制输出反馈信号对参考信号的影响,因此滤波-X算法面向实际应用具有较大的局限性。针对这一问题,以机敏压电太阳能帆板结构为模拟试验对象,提出一种基于IIR(infinite impulse response,简称IIR)结构的滤波-U最小均方(filtered-U least mean square,简称FULMS)自适应滤波控制方法,着重分析了控制器结构设计、FULMS算法推理过程、试验模型结构设计、试验平台的构建及其试验验证等环节。经过与FXLMS算法对比仿真试验,笔者所设计的控制算法控制效果良好。将其进行试验验证分析,结果表明,所采用的控制器设计方法与控制算法收敛速度快,控制效果好,为自适应振动控制方法向实际工程应用提供了较好的研究基础。     

宽带振动主动控制的模糊自适应控制方法

由于广泛采用的自适应滤波－X LMS算法只限于线性问题，针对振动主动控制中存在的一些非线性问题，文中利用模糊逻辑系统能够逼近非线性系统的特性，提出一种模糊适应前馈主动控制方法，解决由于传感通道的非线性使得参考信号与外扰间呈非线性函数关系的主动控制问题。针对复合材料梁振动控制的数值仿真计算结果表明，该非线性模糊自适应控制方法的有效性。     

基于压电元件的振动主动控制

对配置压电元件作为传感器、驱动器,基于自适应滤波技术的柔性结构主动振动控制进行了实验研究。介绍了压电传感器、驱动器原理及其检测、驱动电路,阐述了自适应控制的基本原理,导出了控制算法,并介绍了控制系统构成,实验结果验证了本文所述方法的有效性。     

基于神经网络的机翼振动主动控制

根据DARMA模型提出了简单易用的神经网络控制方案,该方法采用线性人工神经网络对系统动态特性进行在线辨识,并利用辨识得到的信息,采用BP神经网络对系统进行控制,将该算法应用于飞机机翼振动主动控制数值仿真。仿真结果表明,该方法能减少算法的计算量,压缩计算时间,便于提高系统采样频率,使得自由振动和调频振动的抑制成为可能。     

用于智能结构振动主动控制的改进自适应PD算法

针对压电智能结构,引入对参考模型具有良好跟踪效果的自适应PD算法来抑制其振动。鉴于传统自适应PD控制算法在外界快速扰动下缺乏稳定性,尤其在随机扰动情况下该问题尤为突出,因此,在传统自适应PD的基础上耦合速度负反馈控制算法,形成了一种改进的自适应PD算法,并通过Lyapunov方法证明了改进后控制系统的稳定性。根据缩小因子法确定参考模型,分析比较了正弦或随机扰动激励下的改进自适应PD与传统自适应PD算法的控制效果。仿真结果表明,改进的自适应PD控制算法具有更好的鲁棒性和稳定性。     

压电机敏桁架结构振动自适应控制及实验研究

简要说明了自适应滤波前馈控制方法实现结构振动主动控制的设计思想,详细论述了基于这一思想所开发的自适应控制系统构成与设计方法,在此基础上对一压电机敏桥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。     

汽车座椅主动振动控制与仿真分析

利用基于滤波X最小均方值算法的前馈型自适应控制系统，对汽车座椅振动实施主动控制，以改善座椅的动态舒适性。建立了六自由度人体一座椅系统模型和主动振动控制系统模型，并在Simulink下进行仿真。结果表明，相对于目前汽车普遍采用的被动隔振系统，主动控制系统可以大大降低车身振动向人体的传递，提高了汽车座椅的动态舒适性。     

小波变换自适应算法的主动振动控制

将小波分析理论和最小均方(least mean square,简称LMS)算法相结合,用分解LMS算法对薄板进行自适应振动控制,并采用了Mallat快速算法,以提高小波自适应算法的实时性。仿真分析和试验结果表明,该方法与传统的LMS算法相比,有效地减小了输入信号自相关矩阵的相关性,且收敛速度和稳定性能均有显著提高。     

修正自适应滤波算法的道路噪声主动控制系统

针对车内道路噪声主动控制系统中传感器直流偏量引起的系统失稳问题,建立了一种新的修正多通道自适应滤波的道路噪声主动控制算法。首先,以多重相干为综合评价指标,以实车道路试验下测得的24个加速度信号为基础,选取了4个加速度信号作为参考信号;其次,以2个车载扬声器为次级声源,驾驶员头枕位置为控制目标,在Simulink环境下搭建4个参考信号、2个扬声器和1个麦克风的多通道车内道路噪声主动控制系统,并用不同路面（比利时路面、粗沥青路面）不同车速下采得的数据进行了仿真验证;最后,搭建了基于dSPACE的主动控制系统硬件在环试验平台,以验证不同工况下系统的有效性。结果表明：仿真结果与试验结果相一致,在不同工况下都可以取得稳定有效的降噪效果,验证了修正算法的有效性。     

高速列车齿轮传动系统黏滑振动特性分析

为了分析黏滑振动时高速列车齿轮传动系统的扭转振动,考虑高速列车齿轮系统的时变啮合刚度和齿轮啮合误差,建立高速列车齿轮传动参数振动模型,分析了轮轨蠕滑率变化引起的齿轮传动系统扭转自激振动特性。结果表明,时变啮合刚度是齿轮传动系统发生谐波振动的主要原因,当蠕滑率超过最佳蠕滑率时,传动系统发生自激振动,系统响应出现稳定的极限环运动,自激振动不会改变系统振动主频,但使参数谐波振动更加明显,从而导致系统振动更为剧烈。     

主动振动控制技术的发展和应用

介绍了主动振动控制技术的现状，讨论了它在主动液压滤波(AHF)，主动隔振控制(AJVC)和主动噪声控制(ANC)等方面的应用。     

电动汽车齿轮变速箱振动原因分析及齿轮传动系统优化设计

齿轮变速箱作为电动汽车传动系统中的重要组成部分,一旦其出现振动,会对整台汽车的安全性以及操作感带来严重影响。因此,研究人员尝试对变速箱传动系统模态进行深入分析,基于齿轮传递误差,分析齿轮变速箱振动原因。在此基础上,针对齿轮传动系统进行宏观参数优化,通过这种方式提高电动汽车齿轮变速箱传动效率。     

直齿圆柱齿轮传动系统振动的动力学模型

通过对由齿轮、轴与轴承所组成的齿轮传动系统中弯曲振动、扭转振动和横向振动问题的分析,并考虑到齿轮质量偏心和轮齿啮合摩擦力对系统振动的影响,应用拉格朗日方程,建立了一对渐开线直齿轮传动系统振动的数学模型。得到了15自由度的时变系数振动微分方程组,为系统的振动分析奠定了基础。并给出一特定传动条件下的动态响应数值计算结果。     

重合度对人字齿轮传动系统振动特性的影响分析

重合度是齿轮传动设计中一个重要的性能指标,直接影响人字齿轮承载能力和传动平稳性,在齿轮设计中必须满足重合度要求。首先说明了人字齿轮系统刚度激励和啮合冲击激励,采用集中质量法建立了一对人字齿轮传动系统弯-扭-轴耦合模型。然后分析了重合度对时变啮合刚度和啮合冲击力的影响。最后研究了重合度对人字齿轮副动态啮合特性的影响。得出结论：重合度由2.72增至3.08时,时变啮合刚度峰峰值由4.653 3×10⁸ N/mm减至3.229 9×10⁸ N/mm,最大啮合冲击力由2.23×10³ N减至1.92×10³ N,齿轮副动态啮合力曲线变得平滑,动载系数也由1.23减至1.18,从而得出重合度增大,能达到系统减振降噪和传动平稳的作用。     

结构自适应频谱塑形主动控制研究

针对复杂机械系统的靶向振动控制需求,提出不同频率分量幅值相位可控、任意频率可注入的自适应频谱塑形主动控制算法.首先,在传统的滤波自适应控制的结构中引入一个控制器的数字镜像模型,通过自适应算法在线更新该数字镜像模型的系数实现原控制器系数的随动修正,改善了控制系统的闭环特性,提升了控制系统的收敛性.其次,提出了广义塑形滤波...     

一种含次级通道在线辨识的窄带主动噪声控制系统

分析了噪声危害设备产生的谐波噪声,特别是以500 Hz或600 Hz以下的低频成分为对象,介绍了主动噪声控制(ANC)技术的原理、意义及发展现状。在实际声学场所,由于控制系统易受初级噪声功率、残余噪声幅值等因素影响而不稳定。在分析控制系统收敛条件的基础上,通过对系统误差引入一个比例因子从而改进系统模型,并以一维管道为实验平台,基于高速数字信号处理器(DSP)设计了含次级通道在线辨识的主动噪声控制器。实验结果表明,在250 Hz左右的频段上能够达到16 dB的降噪效果。     

齿轮传动系统故障诊断技术的研究进展

齿轮传动系统是应用最广的运动或动力传递装置,如车辆、机械、航空、航天、冶金、电力、煤炭、石化、核能等许多行业中的关键机械设备。一旦发生故障就将引起机械设备失效。如果对其提前进行诊断就可以有效地避免意外事故发生,消除续发损坏,节约大量维护费用。针对近年来国内外学者在齿轮传动系统故障诊断技术领域的研究成果,重点阐述了其故障特征提取和模式识别方法的研究现状,并对进一步的研究问题进行了展望。     

基于H∞算法的燃气轮机振动主动控制

燃气轮机机匣在工作状况下受多种零部件的影响会产生复杂的振动,将导致机组工作噪声升高、意外停机、减小设备使用寿命等问题。文中介绍了一种利用电磁致动器对燃气轮机机匣进行主动控制的方法,通过利用机匣主要振动位置处的加速度信号作为反馈信号,对系统采用H_∞算法进行振动主动阻尼。实验结果表明,提出的主动阻尼方法可显著提升机匣的动刚度,并大幅减小机匣振动。