文档介绍：丫
基于自适应滤波的振动一离心力复合环境
自适应控制研究
结构工程专业
研究生金石成指导教师于建华
航空、航天设备普遍在振动和惯性力同时作用的复合动态环境中工作,研
究在这种复合环境下控制问题,在预测航空,航天设备在单一环境试验中所不
能估计的潜在故障,提高其使用可靠性等方面都具有很强的现实意义本文主
要研究振动一离心力复合环境的自适应控制方案。
本文首先对基于自适应滤波的噪声控制和振动控制的相关研究进行了回
顾,对自适应滤波器理论和自适应算法进行了相应阐述,对自适应主动消振的
方法和思想进行探讨,对基于自适应滤波的前馈、反馈振动控制进行了分析和
讨论,同时本文提出了一种结合前馈控制和反馈控制各自特点混合自适应控制
方案。其次,本文深入分析了离心力场中的振动台控制问题,对离心力场中的
振动台特性进行了数值仿真,指出控制的目标不仅是抑制激振力产生的振动,
同时需要解决离心力导致的系统偏离问题。
根据离心力一振动复合环境的特性,提出采用本文提出的基于自适应滤波
技术的前馈一反馈混合自适应控制方案进行控制通过数值仿真,比较了前馈
控制,反馈控制和混合控制三种方案的效果,发现前馈控制具有抑振效果良好
的优点但是不能够全部解决系统偏离问题,而反馈控制纠偏效果突出,却对振
动抑制效果较差,而混合控制结合了前馈和反馈控制的优点,表现出对离心力
环境下的振动控制具有非常好的适应性,是一种可行并具有良好应用前景的控
制方案。另外,本文详细研究了基于自适应滤波的振动控制仿真问题,给出了
基于自适应滤波的前馈控制,反馈控制,以及混合控制的仿真系统,
而且这些系统具有非常强的通用性,可以实现各种基于自适应滤波技术的振动
控制问题的数值仿真。
关键词振动一离心力复合环境振动控制自适应控制自适应滤波
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四川大学硕士学位论文
概论
在工程实际中,振动往往带来危害,比如产生噪声,缩短产品寿命,造成
人体不适等。对振动进行控制是多年来国内外许多科研部门和科研工作者的所
关注的热点问题。解决这类问题的传统方法是采用被动控制技术,被动技术的
特点是不需外部能源,技术简单,造价低,性能可靠诸如基础隔振、阻尼吸
能消振、耗能减振和动态设计和修改手段,并己取得令人满意的效果,在实际
工程中国内外有非常成功的应用。但是被动控制具有减振频带窄、低频减
振效果差、难于适应受控对象内部参数及外界条件变换等诸多缺陷,振动主动
控制开始受到重视并被研究者广泛关注。
振动主动控制是利用现代控制技术,对外部扰动和结构反应进行实时跟踪
和预测,并通过作动器对结构施加控制力来改变结构特性,使系统性能指标满
足一定的优化准则,达到消除或减少振动的目的主动控制的特点是需要外部
能源。主动控制不依赖外扰特性,理论上可以根据人们的需要达到最佳的控制
水平,因而性能明显优于被动控制目前,结构振动主动控制在研究已经取得
了很大的发展,并且在精密机床,航空航天,土木工程等领域取得了成功的应
用。控制算法是振动主动控制的核心,总结己有的研究成果,振动主动控
制方法主要包括最优控制法,随机最优控制法,特征结构配置法,模态控制
法〔模态祸合控制法和独立模态空间控制法,鲁棒控制法,自适应控制法,
预测控制法,智能控制法等。其中,自适应控制法因其能够识别系统外界条件
的变化和系统本身的变化,自动修正控制系统参数或控制作用,达到振动控制
的预期效果,成为振动控制理论和方法研究的热点。振动的自适应控制研究起
源于年代初,目前振动的自适应控制方法有简化自适应控制,基于超稳
定的自适应控制,自校正控制和基于自适应滤波的前馈控制等。其中,基于
自适应滤波技术发展起来的自适应前馈振动控制,具有抑制低频效果好,能适
应未知干扰和结构参数不确定等优点,控制修正速率高,可保持结构始终处于
较低的振动水平已受到越来越多的关注并己取得巨大的成功,并显示出很大的
应用潜力,比如柔性结构的控制,土木工程结构的风振和地震控制,直升机结
构的振动控制,机翼颤震的抑制等领域
本文即是试图对基于自适应滤波的振动控制技术进行详细研究并将探讨
基于自适应滤波技术的振动一离心力复合环境自适应控制研究
应用到振动一离心复合环境的振动控制问题的可行性。
研究的目的及意义
航空、航天设备普遍作用于振动和线性加速度同时作用的复合动态环境
中,研究在这种复合环境下振动控制,在提高航空,航天设备的使用可靠性等
方面都具有很强的现实意义。
本文主要涉及基于自适应滤波的振动主动控制和振动一离心复合环境自
适应控制两个方