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主动隔振系统控制器的优化设计

刘哲

  主动隔振技术是隔振领域的一个亮点,是人类对生产和生活要求提高的产物。由于其具有效果好、适应性强等潜在的优越性,已成为一条重要的振动控制新途径,可应用于航天结构振动控制、土木工程结构抗震、高速车辆隔振及其他机械设备振动控制等领域。控制器的设计是振动主动控制技术的核心环节。因此对其控制策略的研究具有重要的理论价值和现实意义。 主动隔振又叫有源隔振。主要思想是,通过引入次级通路,在外部附加能源和控制策略的作用下,使得次通路的振动输出与主通路振源传来的振动相抵消,从而达到隔振的目的。本文依据其控制原理,首次以前馈控制和反馈控制两种控制方式研究了其控制器的优化设计。在前馈控制方式下,以自适应前馈控制方法FXLMS为基础,研究了有约束和无约束两种情况下,控制器的优化设计。在反馈控制方式下,针对前馈优化控制器的局限性,提出了一种基于IFT方法的主动隔振控制策略。该方法以主动隔振后的残余信号均方值为目标函数,依托系统模型,根据实际需求设计控制器阶数,并通过信赖域的优化方法对控制器参数进行迭代调整,以获得期望的固定阶数的低阶控制器。 本文针对磁致伸缩作动器的主动隔振系统,将两种方式下的控制器优化设计应用其中。其中,在反馈控制器的设计中,根据隔振性能要求,将控制器分为固定部分和可变部分。固定部分根据系统要保留的性能进行设计;可变部分进行实时调整。加强了系统的可控性和鲁棒性。仿真结果表明:所设计的优化控制器都可以使残余信号衰减到零值附近,而基于IFT技术的反馈控制方法在工作频率范围内则具有更好的隔振性能。……   
[关键词]:主动隔振;FXLMS算法;IFT技术;信赖域法;磁致伸缩作动器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2011年
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