自適應(yīng)主動隔振的理論和實驗研究.pdf

1、對于水下航行器，被動隔振已不能滿足舒適性和聲隱身性能的高要求，這給水下安靜型航行器的減振降噪提出新課題。針對這一挑戰(zhàn)，在已有研究的基礎(chǔ)上，論文致力于研究被動隔振基礎(chǔ)上的主動隔振方法，結(jié)合主、被動隔振方法在低頻段和高頻段的優(yōu)點，對振動進(jìn)行控制。運轉(zhuǎn)設(shè)備引起的干擾在頻域內(nèi)主要表現(xiàn)為分立的線譜，特征明顯。對于線譜特征，通常采用自適應(yīng)對消方法加以控制，論文就是在自適應(yīng)對消方法的基礎(chǔ)上展開，通過方法的改進(jìn)和完善，并結(jié)合經(jīng)典控制原理，最終得到實用的

2、控制方法。主要內(nèi)容包括： 第一章：總結(jié)主動隔振的理論研究與技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，給出論文的研究內(nèi)容。 第二章：首先討論速度、加速度和力反饋，分析動力參數(shù)變化對閉環(huán)系統(tǒng)特性的影響，并在此基礎(chǔ)上，將延時環(huán)節(jié)引入速度、加速度和力反饋，分析時滯對主動隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，為主動隔振設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。 第三章：研究在干擾信號頻率周期振蕩條件下的振動自適應(yīng)控制方法，該自適應(yīng)方法以頻率在線估計和跟蹤濾波為基礎(chǔ)。頻率在線估計算法構(gòu)建于子

3、空間辨識原理，通過響應(yīng)信號自相關(guān)序列的遞推運算進(jìn)行在線估計；跟蹤濾波器根據(jù)頻率估計結(jié)果實時調(diào)整其中心頻率，實時跟蹤各頻率信號分量。數(shù)值仿真結(jié)果表明基于跟蹤濾波的自適應(yīng)方法較采用固定頻率濾波器的自適應(yīng)方法具有更好的振動控制效果。 第四章：討論自適應(yīng)主動控制中的控制器輸出飽和問題，并提出飽和抑制方法。在分析控制器輸出飽和原因的基礎(chǔ)上，通過求解約束優(yōu)化問題，從理論上推導(dǎo)出滿足快速收斂條件的飽和抑制公式，構(gòu)造出新的自適應(yīng)控制器。數(shù)值仿真

4、揭示了輸出飽和對控制效果的不利影響，并證明了飽和抑制方法的有效性。 第五章：以實驗系統(tǒng)為控制對象進(jìn)行自適應(yīng)主動隔振的數(shù)值仿真，重點討論兩個問題—多通道控制的耦合作用和控制器輸出飽和。首先從理論上說明多通道控制中存在的通道耦合及其對控制性能的影響，然后將前述單通道控制方法拓展并用于多通道、多頻率振動控制。數(shù)值仿真通過對比是否考慮控制器飽和及其抑制方法等工況下的控制效果證明了飽和抑制算法能夠改善控制性能，而且多通道主動隔振在適當(dāng)?shù)拇?/p>

5、施下可以取得良好的控制效果。 第六章：對多通道主動隔振方法進(jìn)行實驗驗證，驗證修正的自適應(yīng)算法的飽和抑制性能和穩(wěn)態(tài)控制性能，揭示控制器對沖擊激勵的反應(yīng)和控制效果。實驗對象為含內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圓柱殼體，結(jié)構(gòu)響應(yīng)通過傳感器、信號放大器以及數(shù)據(jù)采集卡傳遞到控制器，控制器內(nèi)部的自適應(yīng)控制算法由Labview 程序?qū)崿F(xiàn)，其輸出信號經(jīng)采集卡、功率放大器后推動作動器，產(chǎn)生的控制力作用于結(jié)構(gòu)。為保證作動器的穩(wěn)定性，為作動器引入速度反饋，并分析在給定采樣