基于镜像修正FxLMS控制算法的船舶管路振动主动控制

针对船舶管路减振和抗冲击的需求,本文根据镜像修正自适应滤波算法,设计出了一种管路振动主动控制策略,能够有效地控制管路在低频下的振动,并且在次级通道发生突变时,控制系统可再次快速收敛,进行稳定控制。本文先对镜像修正自适应滤波算法进行理论研究,分析算法的迭代及控制过程;再通过仿真分别验证算法在不同参考信号输入下的收敛性及稳定性;最后搭建实验台架,通过试验验证算法的实际控制效果。试验结果表明:该控制策略在管路振动主动控制中能够降低15.37%的振动强度,比自适应滤波算法控制策略的控制效果好8.85%。所以镜像修正自适应滤波算法能够及时有效地进行管路振动控制。

直升机振动主动控制方法研究综述

直升机振动问题突出,振动控制技术始终是直升机发展过程中的一项关键技术。回顾了直升机振动控制技术的研究进展,重点综述了直升机振动主动控制技术。首先给出了直升机振动控制发展至今的技术分类,简要介绍了直升机振动被动控制技术原理,着重对振动主动控制技术的原理和发展,包括作用于机身结构的主动控制,作用于自动倾斜器的高阶谐波控制和独立桨叶控制,作用于桨叶的主动扭转旋翼、主动后缘襟翼、主动桨尖和微型襟翼等控制进行了详述。最后展望了直升机振动主动控制技术研究的发展方向和未来趋势。

基于改进SSA结合模糊RBF神经网络的悬臂梁振动主动控制

随着航空航天事业的发展,为了节省燃料,同时提高航天器速度,航天器采用更轻的材料来减少质量。然而,此举也引入了柔性振动,灵活的振动增加了姿态控制的时间,导致姿态精度控制不尽如人意。因此,有效抑制柔性振动以实现高精度姿态控制非常重要。论文以柔性压电悬臂梁作被控对象,并利用压电薄膜(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)作传感器和致动器,分析其振动的控制问题。基于PID和模糊理论的局限性,结合模糊控制器能模仿专家经验和径向基神经网络(Radial Basis Function Network,RBFNN)善于学习的优点,设计了模糊径向基(Fuzzy Radial Basis Function,FRBF)神经网络控制器来抑制悬臂梁的振动,并采用混沌映射的种群初始化策略、疯狂算子的领导者位置更新策略、精英保留及动态惯性权重的追随者位置更新策略改进的樽海鞘群算法(Salp Swarm Algorithm,SSA)来优化模糊神经网络权值。将改进后的控制方法在Matlab软件环境下进行了数值仿真,仿真结果表明,应用改进的模糊径向基神经网络控制器可以有效地提升主动控制的振动效果。

智能约束层阻尼结构动力学建模及振动主动控制研究

基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体算例验证了该研究建模方法的正确性,然后比较研究了压电片和黏弹性层铺设位置对系统振动控制效果和控制成本的影响。最后验证了结构简化模型的普遍适用性。研究结果显示,在控制器反馈增益相同的条件下,压电片和黏弹性层的位置越靠近固定端,系统控制效果越好,控制成本越小。简化的模型对含有噪声的输入信号也有较好的控制效果。

基于多频线谱陷波的动力总成振动主动控制研究

针对汽车动力总成系统振动频率存在阶次多、单个阶次振动频带窄等问题,提出了一种基于滤波-x最小均方算法改进的多频线谱陷波振动主动控制方法.首先,该方法基于转速信号来获取多个阶次振动频率的参考信号,再通过最小均方滤波器来计算获取这些阶次振动频率的抵消信号.其次,该方法根据不同频率阶次振动信号的正交性,进一步以线性叠加计算来获得主动悬置的控制信号,最终实现对多频线谱振动的主动控制.和传统滤波-x最小均方算法相比,本算法改进了参考信号和控制信号的获取方式,因此有着更少的计算量、更快的收敛速度等优势.仿真和试验结果显示,所提方法比传统滤波-x最小均方算法,在收敛次数方面减少了81.25%,稳态误差下降了15%.其中,在怠速工况下,和传统滤波-x最小均方算法比,最高降低了34.01 dB,在定置上升全油门工况下,总振级最高下降了17.5 dB.

一种基于NARX神经网络的振动主动控制方法

针对主被动混合隔振系统中次级通道的非线性因素和时变特性,设计一种基于有源非线性自回归神经网络(Nonlinear Auto-regressive With Exogenous Inputs Neural Network,NARX-NN)的次级通道系统辨识的方法,并成功应用于振动主动控制系统中。首先,使用NARX神经网络对次级通道进行辨识得到准确的次级通道模型;其次,采用FIR滤波器重构初级通道的输出,从而获得作动器的输出信号,基于重构得到数据对辨识的网络进行在线学习,可以避免由白噪声激励在系统中带来的随机振动对控制效果的影响;最后搭建仿真模型以及实验平台,仿真结果表明,该控制算法可以克服次级通道的时变性导致的次级通道失真问题;实验结果表明,该算法对15、20 Hz的线谱分别取得30.1、40.4 dB的能量衰减效果,能够有效地实现振动主动控制。

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。

基于故障树定量分析的直升机振动主动控制系统安全性评估

振动主动控制系统作为直升机的重要组成设备,具有有效降低机上振动水平的作用,其安全性水平直接决定直升机的减振能力。本文以直升机振动主动控制系统为例,通过分析其功能危险因素,形成所有功能的故障状态清单。以灾难的、危险的故障状态作为顶事件进行故障树分析,并计算其发生概率,以评估振动主动控制系统安全性是否满足要求。

液压能源管路系统振动主动控制的理论研究

对飞机液压能源管路系统的振动问题进行了探讨 .提出一种基于振动主动控制 (VAC)技术对飞机液压能源管路系统进行消振的方法 ,在手段上采用压电 压电致伸技术 ,以压电陶瓷 (PZT)作为作动器 ,具有驱动力大、响应频率高和体积小等优点 ;控制方法上采用参数寻优的控制策略 ,它能始终能根据外界干扰因素的变化来调整控制参数 .经过理论分析和仿真验证 ,证明其具有良好的自适应性和鲁棒性 。

磁致伸缩材料作动器在振动主动控制中的应用研究

磁致伸缩材料作动器是一种具有特色的机敏材料作动器。本文在自行研制Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ作动器及其特性试验的基础上，研究该类作动器在主动隔振与主动吸振中的应用。文中提出并导出了多通道前馈控制的时延滤波—ｘＬＭＳ法，并就这种算法的收敛性进行进一步的讨论。

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。

基于自适应滤波算法的齿轮传动系统振动主动控制

针对齿轮传动系统中由于内部激励产生的振动,以基频为衰减目标,提出并构建在齿轮轴上附加压电作动器的齿轮传动系统振动主动控制结构。由于次级通道的时变性,离线辨识难以跟踪次级通道的变化,提出一种次级通道在线辨识的自适应滤波算法进行齿轮传动系统振动的主动控制。在Simulink中搭建控制系统模型,并将控制算法代码下载到dSPACE中作为控制器,与齿轮传动系统振动主动控制结构组成硬件在环系统进行试验验证。先通过离线辨识确定次级通道模型阶数,然后在线辨识进行主动控制。试验结果表明,在不同的齿轮啮合频率下,齿轮箱体上的振动经过主动控制后有显著的减弱,在基频处最大有21 dB的衰减,控制效果十分明显;在齿频400 Hz频率时,由于带外超调现象,振动信号300～350 Hz的边频带有一定增加。

变步长自适应结构振动主动控制算法

提出基于次级通道在线辨识的变步长振动主动控制算法,给出主动控制环节收敛步长、次级通路建模环节收敛步长的调整策略及新的附加噪声功率控制策略。此调整策略完全由初级振动、残余振动及附加随机噪声信号功率决定,无需额外引入经验参数,可简化系统算法复杂度,提高算法收敛性能,实现对附加随机噪声功率的调节,在保证系统稳定情况尽量消除其对残余噪声影响。仿真结果表明,与已有算法相比,该算法在收敛性能、振动控制效果两方面更具优势。基于NI CRIO实时控制器进行简支梁振动主动控制试验表明,该控制系统对简支梁振动响应有较好的抑制作用,对初级振动频率具有较好的跟踪性能。即基于次级通道在线辨识的主动控制方法行之有效。

智能夹层风力机叶片振动主动控制研究

总结了国内外压电材料应用于弹性体的情况;对智能夹层风力机叶片进行建模,将压电材料丝埋入风力机叶片的基体中,用有限元分析软件Algor分析埋入的压电材料逆压电效应下的应力、位移,实现叶片振动主动控制,以防止叶片这一弹性体发生颤振。为实现叶片智能振动控制打下基础。

压电智能结构有限元动力模型及其振动主动控制的研究

推导了压电智能结构的有限元动力方程；应用模态控制理论对结构振动主动控制的原理和策略进行了讨论，利用两种反馈控制律研究了智能结构振动抑制的问题，最后应用本文方法对一新型2—DOF平面并联压电智能杆机构进行了振动主动控制实验研究，结果表明系统的稳定时间从抑振前的488ms缩短到了抑振后的115ms，验证了本文方法的有效性。

两种独立模态空间控制法在柔性结构振动主动控制中的应用研究

柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独立模态空间控制法 (independentmodalspacecontrol,IMSC)来研究其主动控制 ,并对柔性梁及板进行了控制的数值仿真 。

含双时滞振动主动控制系统的稳定性分析

采用增量谐波平衡法求得了含双时滞振动主动控制系统的周期解,并利用庞加莱定理对周期解进行了稳定性分析,得到了系统周期解关于时滞量和反馈控制增益变化的稳定性区域.分析了稳定性区域随时滞量和反馈控制增益的变化规律,结果表明,两个反馈控制增益的相对大小决定着与之相关的两个时滞对系统稳定性区域影响的大小,当时滞量和反馈控制增益匹配适当时,可以使系统保持稳定状态.此结果可为时滞反馈控制策略的设计提供依据.

智能风力机叶片振动主动控制研究综述

风力机叶片是一个细长柔性体,承受多种交变力的作用,其可靠性受到越来越多的关注,现有风力机叶片的被动式控制很难适应风力机叶片大型化发展的要求,针对智能结构的风力机叶片主动控制的研究越来越受到重视。本文对智能风力机叶片的振动主动控制问题进行了综述,包括结构设计、不同智能材料选用及各类控制算法(如直接速度控制、状态空间控制、神经网络控制、前馈控制、自适应控制等不同的控制策略)的运用等。现有的研究存在不同程度的不足:1叶片智能结构设计不足;2智能风力机叶片的理论建模不足;3针对风力机叶片的振动主动控制技术有待完善。今后应加强以上方面的研究力度。

基于行波与模态的混合方法对Timoshenko梁进行振动主动控制

基于Timoshenko梁理论,采用波控制和独立模态空间混合方法,对悬臂梁的振动控制问题进行研究。采用波控制方法实现对Timoshenko梁结构的一点或多点的横向位移的振动控制。首先,基于结构的整体运动,采用模态坐标控制方法,对结构振动进行整体控制设计。而后,基于结构的局部性质,采用波方法吸收结构振动中的高频能量并求出Timoshenko梁中波的反射因数和透射因数。理论上研究了单位力扰动下的悬臂梁的振动。考虑的具体方法是将PD反馈波控制与基于极点配置法设计的模态控制相结合。最后给出数值结果。

风洞模型支撑系统振动主动控制试验研究

风洞试验中,在非定常气动载荷激励下,模型支撑系统会出现振动,较大量级的振动会制约试验安全和测量精度。为解决风洞试验中模型支撑系统的振动问题,在模型支撑系统支杆尾部安装压电智能结构,配合PID和神经网络算法,实现对模型支撑系统振动的主动控制。为验证上述结构的振动主动控制效果,在某风洞中,使用LMS Test.Lab动态信号采集分析系统对安装压电智能结构的模型支撑系统开展模态试验和风洞试验研究。试验结果表明:(1)风洞试验中,模型支撑系统振动以一阶和二阶振动为主,随着风速增大,二阶加速度与一阶加速度振幅比增加;(2)PID算法可以实现试验各工况的振动控制,但控制效果不稳定;具有自适应性的神经网络算法在控制中不收敛,振动出现发散。(3)以振动加速度有效值为考察依据,对于一阶振型,PID算法减振幅度约为92.94%,神经网络算法减振幅度约为83.89%;对于二阶振型,PID算法减振幅度约为68.65%,神经网络算法不收敛,振动出现发散。