[發明專利]一種機械主動隔振的多振源多參考窄帶自適應方法

有效

• 申請號: 201710093877.3
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN107315343B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 何琳;王春雨;李彥;帥長庚;張曉平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種機械主動隔振的多振源多參考窄帶自適應方法，用于解決多個機械設備共同安裝在同一個筏架上的振動隔離問題，把拾取振源振動的多個傳感器安裝在能夠相互獨立的采集到振源振動信號的位置，分別進入到方法的相應參考信號通道中，在各個參考信號子系統中計算控制信號，最終合成輸出時域控制信號進行振動的主動隔離。本發明重點解決了多個機械設備同時激勵出頻率很接近的不同振動信號時窄帶自適應方法發散問題，本發明具有收斂性能穩定、控制效果好的特點。

技術領域

本發明涉及振動控制領域，具體涉及到一種機械主動隔振的多振源多參考窄帶自適應方法。

背景技術

機械振動中的線譜隔振是振動控制中的重要研究內容，其振動線譜特征主要與機械的運行工況有關，單個機械設備的振動主動控制已經有很多研究成果，并且取得了很好的控制效果。但在實際應用中被隔振設備可能不僅僅一臺，而是多臺設備位于同一個平臺上同時工作，在這種情況下基座的線譜振動就會相對復雜。雖然可以把目標頻帶劃分為更窄的頻帶來解決這個問題，但是窄帶濾波器的設計會變得更加困難，計算量也會增加，影響方法的性能。 Widrow,B.等在《Adaptive Noise Cancelling:Principles andApplications》提出了一種多參考方法，但是該方法僅僅是針對多個噪聲源的噪聲消除問題，簡單地認為不同的噪聲源就需要不同的參考信號，主要處理的是單個窄帶內的僅有一根線譜而沒有考慮過當多個噪聲線譜處于同一個窄帶時的控制問題。而在實際中，處于同一個窄帶內的多根線譜振動或噪聲是常有的情況。這個難點通常有兩種解決思路，一是通過設計更理想的窄帶濾波器對參考信號和誤差信號中的線譜進行逐一抽取分離進而通過傳統窄帶自適應算法進行解決，但是當線譜處于比較接近時這樣的窄帶濾波器是不存在的。二是可以通過增加控制器的階數，但是無疑增加了控制系統的延時，減小了收斂速度，失去了窄帶算法相對于寬帶算法的優勢，不利于對時變信號的實時跟蹤控制。

采用傳統的窄帶自適應方法只能有效控制處于不同窄帶內的線譜，目前已公布的窄帶自適應方法可解決不同窄帶多個線譜問題，即每個窄帶內僅限有一個需要控制的線譜振動。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是克服現有方法的不足，提供一種機械主動隔振的多振源多參考窄帶自適應方法，該方法包括步驟如下：

步驟1：將多個振動傳感器分別置于振源附近采集參考信號L是傳感器的個數，根據自適應控制濾波器采用自適應方法的收斂條件將控制頻帶劃分M個頻帶，并設計相應的窄帶濾波器，將參考信號輸入窄帶濾波器中，分別獲得第m頻帶內第l個窄帶參考信號l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M；

步驟2：對M個頻帶的所有窄帶參考信號l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M分別通過自適應控制器得到輸出信號l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M：

式①中i＝0,...,N-1是第m頻帶對應于第l個參考信號的自適應控制器的時域系數， N為自適應控制器的階數；

步驟3：分別將輸出信號l＝1,2,...,L相加得到該頻帶內的控制信號y^m(n)，其中y^m(n)表示第m頻帶的控制信號；

步驟4：將M個頻帶的控制信號y^m(n),m＝1,2,...,M疊加后得到全頻帶控制信號y^o(n)，y^o(n) 經次級通道S(z)到達誤差振動傳感器處，對誤差振動傳感器處的期望信號d^o(n)進行疊加后，得到誤差信號e^o(n)；誤差振動傳感器的作用是拾取誤差測點的振動信號，使得振動信號參與自適應控制器的更新和目標函數的構成。