[發明專利]一種用于超磁致伸縮隔振平臺的自適應逆隔振控制方法

有效

• 申請號: 201711243130.8
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107807532B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 張臻;馬耀鵬;楊新宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 劉美蓮;郭防

1.一種用于超磁致伸縮隔振平臺的自適應逆隔振控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，估計超磁致伸縮作動器的振動信號的大小；具體包括：

S11，建立超磁致伸縮作動器的模型

S12，將所述模型與超磁致伸縮作動器并聯，并使得超磁致伸縮作動器的輸出與輸入振動信號d求和后再減去超磁致伸縮作動器模型的輸出，即得超磁致伸縮作動器的振動信號

S2，采用Filtered-εLMS自適應逆控制器控制超磁致伸縮作動器輸出隔離振動；包括：采用Filtered-εLMS自適應逆控制器控制超磁致伸縮作動器跟蹤與估計出來的振動信號大小相等、相位相反的信號，用于抵消振動信號的影響；所述的采用Filtered-εLMS自適應逆控制器控制超磁致伸縮作動器跟蹤與估計出來的振動信號大小相等、相位相反的信號，包括以下步驟：

S21，離線辨識得到超磁致伸縮作動器的左逆模型；

S22，基于Filtered-εLMS算法，使用兩個完全相同的非線性濾波器復制超磁致伸縮作動器的左逆模型；

S23，利用所述的兩個非線性濾波器輸出相減得到的誤差信號自適應尋找控制器Q，并且采用LMS算法在線調整濾波器的權系數，直到超磁致伸縮作動器的輸出和參考輸入相同；其中，所述的兩個完全相同的非線性濾波器，其中一個非線性濾波器的輸入為輸入信號作用于控制器Q后再作用于超磁致伸縮作動器模型后的輸出；另一個非線性濾波器的輸入為輸入信號；所述的輸入信號為與估計出來的振動信號大小相等、相位相反的信號；

具體包括以下步驟：

a，變量初始化，確定非線性濾波器的階數n+1、閾值r、收斂因子μ和包絡函數；隨機給定非線性濾波器的初始權系數W(0)，令k＝0；

b，離線辨識得到超磁致伸縮作動器的左逆模型；

c，將振動信號d(k)輸入系統；

d，基于Filtered-εLMS算法，使用兩個完全相同的非線性濾波器復制超磁致伸縮作動器的左逆模型，抵消超磁致伸縮作動器的遲滯特性，獲得輸出信號y(k)和濾波器的輸出信號H(k)，并計算實際控制器與理想控制器之間的估計誤差所述的兩個完全相同的非線性濾波器，其中一個非線性濾波器的輸入為輸入信號作用于控制器Q后再作用于超磁致伸縮作動器模型后的輸出；另一個非線性濾波器的輸入為輸入信號；所述的輸入信號為與估計出來的振動信號大小相等、相位相反的信號；

e，更新非線性濾波器的權系數：W(k+1)＝W(k)+2με(k)H(k)；其中，

f，令k＝k+1；更新輸入向量x(k)；并獲得新的輸出信號y(k)和濾波器的輸出信號H(k)，以及實際控制器與理想控制器之間的估計誤差

g，判斷是否成立，若是，則轉至步驟f；否則獲得最終的控制器Q；

h，利用所述的控制器Q控制超磁致伸縮作動器跟蹤與估計出來的振動信號大小相等、相位相反的信號，用于抵消振動信號的影響。

2.根據權利要求1所述的用于超磁致伸縮隔振平臺的自適應逆隔振控制方法，其特征在于，所述的非線性濾波器采用GPO非線性自適應濾波器。

3.根據權利要求2所述的用于超磁致伸縮隔振平臺的自適應逆隔振控制方法，其特征在于，所述的GPO非線性自適應濾波器，其包絡函數采用雙曲正切函數的反函數a tanh。

4.根據權利要求2所述的用于超磁致伸縮隔振平臺的自適應逆隔振控制方法，其特征在于，通過以下方法辨識得到GPO的包絡函數：將期望輸入信號作用到超磁致伸縮作動器；采集超磁致伸縮作動器的輸入/輸出數據，然后將超磁致伸縮作動器的輸出當作模型的輸入，超磁致伸縮作動器的輸入當作模型的輸出，通過非線性擬合的方法辨識得到GPO的包絡函數：

γ_l＝a₁a tanh(a₂u(t)+a₃)+a₄

γ_r＝b₁a tanh(b₂u(t)+b₃)+b₄

其中，所述的γ_l和γ_r分別為非線性濾波器的左、右包絡函數；a₁、a₂、a₃、a₄及b₁、b₂、b₃、b₄均為待確定參數。