应用迭代学习控制的减震系统主动控制.pdfVIP

第7卷 第24期 2007年l2月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．7 NO．24 Dee．20cr7 I671-1819(2007)24-6420-05 Science Technology and Engineering @ 2007 SCi．Tech．Engng。 计算机技术 应用迭代学习控制的减震系统主动控制 郝晓弘 张 磊 李恒杰 (兰州理工大学电气工程与信息工程学院。兰州730050) 摘 要 在大多数工程系统中，要求减少或者消除振动的影响。过去被动的解决方法是利用弹性体装置，这样会人为地降低 机械性能。所以针对这一控制问题，提出了振动主动控制的方法，从而大大地提高了在低频时的减震效果。针对周期性震动 源的问题，提出应用迭代学习控制的参数最优算法，采用主动／被动混合控制的“质量弹簧阻尼”装置，其仿真结果表明该控制 方案具有良好的性能，特别在1O Hz及2O Hz频率下，能在较短的时间内使得系统位移为零，从而达到减震的效果。 关键词 减震 主动控制 迭代学习控制 “质量弹簧阻尼”系统 中图法分类号 TP 181； 文献标识码 A 一 定程度的震动在工程和建筑中产生各种问 昂贵。其主要优点是在低频时，具有更好的静态稳 题，它会给船舶、飞机、机动车以及火车上的乘客和 定性能和动态性能。就振动主动控制的应用来看， 工作人员带来不舒适感，而且有一定的危险性。所 控制的方法主要有极点配置法、最优控制方法、自适 以，利用震动隔离设备抑制震动，在过去50年间，一 应控制方法、智能控制方法等等，并广泛地应用于航 直是许多学者关注和研究的热点。 天工程领域、土木工程领域、机械工程领域等等 j。 传统的被动减震系统，是利用有弹力的弹性体 针对周期性震动源，提出利用参数最优迭代学 装置，将震动源和机械装置和灵敏设备隔离开来。 习控制算法，对“质量弹簧阻尼”系统，进行MAT- 但是，在低频时，被动减震系统的设计是非常困难 LAB仿真，通过与验证了该算法在振动控制中是可 的，并且需要在隔离性能和机械调整之间找到折衷 行且有效的。 的办法，从而降低了隔离性能…。 1 “质量弹簧阻尼系统”模型 由于被动系统设计的局限性，所以在过去30多 年问，人们都致力于主动和半主动形式的振动控制 如图1所示，振动主动控制系统主要包含有被 方法。目前，就其应用来讲，控制方法主要有：独立 控设备、传感器、执行器和控制器4个部分。其中被 模态空问法、极点配置法、最优控制方法、自适应控 控对象是指系统中的物理物体，如船舶的船体和甲 制法等等。振动主动控制的目的就是通过自动修正 板、机动车辆上的座位等，需减少其位移达到减震。 系统的响应，从而减少机械系统中的震动传播 J。 传感器是指检测震动源以及控制系统的状态的装 振动主动控制系统一般都比被动控制系统复杂而且 置，可将检测的被控信号转换为电信号提供给控制 器。执行器可以提供大小合理、反应灵敏的动态力， 用以改变被控系统的动态响应，一般为电机等。控制 2007年8月27日收到甘肃省科技攻关项目(GS044一A52-001-24) 器就是信号处理器，将传感器给出的信号进行分析和 和甘肃省自然科学基金(3ZS042一B25-012)资助 第一作者简介：郝晓弘(1960一)，男，甘肃泾川人，教授，博士生 处理，并产生新的信号给执行器，控制执行器运动的 导师，研究方向：学习控制、电机控制技术等。 振幅和相位。主动震动隔离控制系统通过执行机构 通信作者简介：张 磊(1982一)，女，山西太原人，硕士生，研 向原系统输入能量。控制输入一般是有层次的，与干 究方向：学习控制o E—mail：zhangleizs@163．corn。 扰信号反