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。

基于多通道自适应滤波算法的主动降噪试验

前馈自适应控制算法因其运算量小、容易实现、物理机理清晰等优点而在噪声主动控制中被广泛应用。目前工程中噪声主动控制的应用案例主要采用单通道噪声主动控制算法,多通道控制算法相较于单通道控制算法控制效果更好,但由于结构较复杂,工程应用较少。因此,本文对多通道自适应滤波算法进行改进,并通过试验验证其有效性,为多通道噪声主动控制系统的工程应用提供一种可行方案。

李雅普诺夫噪声主动控制算法的研究

为解决噪声主动控制系统中的非线性问题,提出基于李雅普诺夫稳定性理论的李雅普诺夫噪声主动控制算法。同基于梯度下降原理的传统噪声主动控制FXLMS算法不同,该算法首先定义跟踪误差的李雅普诺夫函数,基于李雅普诺夫稳定性理论自适应地调整输出误差双线性滤波器的权系数,使系统的误差渐近趋近于零,并且根据李雅普诺夫稳定性理论确保噪声主动控制系统的稳定性。通过仿真可以看出,在非线性噪声主动控制系统中,李雅普诺夫噪声主动控制算法优于FXLMS算法.

一维多谐频声源主动噪声控制算法

就普遍存在于冷气机、冷却塔、抽油烟机、排风机及空调口的一维多谐频声源,运用主动噪声控制技术(ANC)进行实时消声。针对声源特性、通道传递函数非线性和控制系统的稳定性、运算量和收敛速度采用自适应滤波算法FX-LMS算法对声源进行降噪。用MATLAB软件仿真,试验表明该控制系统能将主动噪声消除技术应用在开放式空间,并有实时性消声的特性。

主动噪声控制系统在C6000 DSP上的设计与实现

在C6000 DSP基础上开发一种嵌入式主动噪声控制系统。首先描述主动噪声控制系统的理论模型,采用FX-LMS以及LMS滤波算法给出次级通道离线建模步骤和噪声主动控制方法,并开发以TMS320VC6416 DSP和AIC23B音频芯片作为核心的硬件系统,最后通过C语言编程实现噪声主动控制软件。实验结果显示,该系统可将108 Hz单频噪声降低18 dB,验证了其有效性和稳定性。

超磁致伸缩驱动器自适应精密驱动控制研究

超磁致伸缩驱动器(GMA)虽然具有很多优点,但是超磁致伸缩材料(GMM)在磁化过程中存在磁滞非线性,磁滞误差可达20%,要解决这一问题,必须对GMA采用精确有效的方法实现建模,并用于GMA驱动位移精密控制。研究中采用LMS算法对研制的GMA进行自适应系统模型辨识,用不同频率的正弦信号和方波信号作为输入,辨识模型都能精确逼近GMA输出信号,辨识精度高达0.069μm;最后采用Fx-LMS算法对GMA进行驱动位移控制实验,通过在线辨识有效减小磁滞误差,提高控制精度。

主被动混合隔振的虚拟样机技术

为了能够更准确方便得到主被动混合隔振系统的特性与设计参数,利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行了主动控制仿真研究。首先,对主被动混合隔振平台进行了理论计算与模态分析;然后,通过ADAMS软件创建了混合隔振平台的虚拟样机,并将其导入至MATLAB/SMULINK中搭建了主被动混合隔振系统,通过变步长法对主被动混合隔振系统进行了次级通道辨识,并在此基础上基于多通道Fx-LMS算法进行了主被动混合隔振的效果分析。仿真结果表明:利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行主动控制取得了较好的控制效果,为主被动混合隔振物理样机的设计与制造提供了新的思路与方法。

矿井噪声主动控制技术研究及参数优化

矿井下有很多主动降噪设备降低噪声,但主要对高频噪声有较好的效果。针对井下环境中的复杂噪声信号,采用主动降噪算法降低噪声对矿工身心健康的影响,分析了LMS算法存在的次级声源信号的反馈和声音信号传输的延迟两大问题;针对存在的两大问题,采用FX-LMS算法,在次级通道上引入一传递函数对原始参考信号进行预处理,并给出了FX-LMS算法中收敛步长取值范围的求解方法,为寻求最优实验参数提供了参考依据。在MATLAB开发环境中,对混有白噪声的声音信号进行降噪处理,给出了不同收敛步长下的仿真结果,结果表明FX-LMS算法是有效的,并验证了收敛步长会影响收敛速度和稳态误差。

拖拉机驾驶室耳旁噪声主动降噪控制

为了降低拖拉机驾驶室耳旁噪声,采集了拖拉机驾驶室耳旁噪声及左右车窗的加速度信号,并对其进行频谱分析;通过分析得到了拖拉机驾驶室耳旁噪声和左右车窗加速度的频率成分大部分与发动机的转速有关(即基频都是发动机转速一半)。提出了一种基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法,建立了基于误差信号FX-LMS算法的Simulink仿真模型,并将拖拉机驾驶室内耳旁噪声信号导入到Simulink仿真模型中,把误差信号作为参考信号,对模型进行仿真分析。仿真结果表明:基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法在拖拉机驾驶室耳旁有10～15 d B的降噪效果。

基于压电驱动的微振动主动减振控制系统研究

本文以压电陶瓷促动器构建并联六自由度减振平台,采用NI Compact-RIO实时控制系统和Fx-LMS自适应控制算法进行振动主动控制,对次级通道辨识方法和主动控制算法进行了模拟仿真,并搭建主动减振控制系统进行实验验证。仿真与实验结果表明,设计的主动减振控制系统对于7~50 Hz范围内的低频微振动有很好的控制效果。

风洞一维离散噪声ANC技术研究

风洞噪声不仅直接影响人们的身心健康,更重要的是较大的背景噪声还降低了风洞声学试验能力和试验精度,降低风洞噪声已成为风洞建设中攻关的关键技术问题。因此提出基于Fx-LMS自适应控制算法实现一维离散噪声主动控制,实验结果表明其能有效解决单波麦克风失匹配带来的误差,减小权系数变化对系统的影响,提高系统收敛速度;根据优化后的算法参数,在0.55 m×0.4 m声学风洞消声室进行管道噪声主动降噪实验,获得理想的降噪效果。

基于LabVIEW的前馈有源噪声控制系统的设计与仿真

低频噪声普遍存在于日常生活中,而有源噪声控制可以有效地解决该问题。本文以管道低频噪声为研究对象,建立了单通道前馈有源噪声控制系统模型,采用了Fx-LMS自适应滤波算法,在Lab VIEW平台下实现了算法的设计和仿真。通过仿真,验证了Fx-LMS算法的可行性和有效性,为今后进一步的实验研究奠定了理论基础。

基于压电堆驱动器的一维微振动主动隔振平台研制

基于压电堆驱动器设计并开发了一台一维微振动主动隔振平台。利用FX-LMS自适应算法,开发了一套自动控制系统。最后通过实验对其隔振效果进行了测试和分析。结果表明,该一维微振动主动隔振平台具有良好的隔振效果,可广泛应用于各种微振动主动隔离场合。

基于Stewart平台微振动主动控制分析与实验

以压电棒为主动元件构建立方体Stewart隔振平台,采用基于DSP的数字控制系统和Fx-LMS自适应算法进行振动控制。对输入输出通道辨识方法和主动控制模块进行测试,并给出隔振平台隔振效果验证。实验结果表明,对于10 Hz^100 Hz范围内的单频干扰,可实现24 d B以上抑制效果,对于双频干扰,也具有良好的控制效果。

室内风扇噪声主动降噪系统设计及仿真研究

风扇噪声在日常生活和工业生产中都是较为普遍的一种噪声源,平时室内的风扇噪声会严重影响人们的正常生活和休息。针对室内风扇产生的大量低频噪声,本文提出一种多通道前馈主动噪声控制系统设计方案,并在此基础上,采集真实的风扇噪声信号,利用MATLAB对多通道Filtered X-Least Mean Square(FX-LMS)算法进行了仿真和分析;实验结果验证了该方案的有效性。