[發(fā)明專利]一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011291075.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112504616A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于時(shí)恩;陳章位;李宏斌;林其;青龍;毛雄兵;李向東;李春;郭鵬宇;王振峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06;G01M9/04
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：具體包括以下步驟：

S1、采用標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器采集振動(dòng)臺(tái)的加速度信號(hào)，并將采集的加速度信號(hào)發(fā)送至諧波抑制單元；

S2、所述諧波抑制單元接收所述加速度信號(hào)，所述諧波抑制單元根據(jù)所述加速度信號(hào)進(jìn)行諧波去除，生成控制電壓信號(hào)；

其中，所述諧波抑制單元根據(jù)所述加速度信號(hào)進(jìn)行諧波去除的具體方法為：

1)預(yù)設(shè)振動(dòng)臺(tái)的期望輸出波形；

2)基于標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器實(shí)際采集到的振動(dòng)臺(tái)的加速度信號(hào)，調(diào)整振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際輸出波形與期望波形保持一致，形成控制電壓信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：步驟S2中所述的調(diào)整振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際輸出波形與期望波形保持一致的方法包括以下步驟：

A、辨識(shí)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)在規(guī)定頻率及其諧波頻率下的系統(tǒng)特性；

B、實(shí)時(shí)更新每個(gè)采樣點(diǎn)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行歸一化自適應(yīng)；

C、對(duì)振動(dòng)臺(tái)實(shí)際輸出的波形相對(duì)期望波形進(jìn)行誤差跟蹤，并更新各階諧波頻率分量的權(quán)系數(shù)，調(diào)整振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際輸出波形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：所述加速度信號(hào)為周期波形。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：步驟A中辨識(shí)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)在規(guī)定頻率及其諧波頻率下的系統(tǒng)特性的表達(dá)式為：

其中，k表示離散的采樣序列；f表示規(guī)定頻率；

和表示在規(guī)定頻率f下的第i諧波的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)特性；(i＝1，2，…，m)，m表示將要抑制的諧波次數(shù)；

x_ai(k)＝sin(2πf_it_k)表示各階諧波頻率的正弦基函數(shù)；

x_bi(k)＝cos(2πf_it_k)表示各階諧波頻率的余弦基函數(shù)，其中f_i＝i*f₁；

q_0i和q_1i分別是系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)階段針對(duì)各階諧波頻率分量的權(quán)系數(shù)，且需預(yù)先常量值。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：步驟B中所述的歸一化自適應(yīng)的具體過程采用以下公式：

其中，表示振動(dòng)臺(tái)輸出信號(hào)的估計(jì)；

y(k)表示振動(dòng)臺(tái)實(shí)際的輸出信號(hào)；

∈(k)表示辨識(shí)誤差，即實(shí)際輸出與估計(jì)值的差值；

γ_i表示辨識(shí)步長(zhǎng)因子，其大小決定了收斂的速度；

和為和的收斂值。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制方法及裝置，其特征是：步驟C中對(duì)實(shí)際輸出波形相對(duì)期望波形進(jìn)行誤差跟蹤，更新各階諧波頻率分量的權(quán)系數(shù)，調(diào)整振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際輸出波形采用以下公式：

e(k)＝y(tǒng)_d(k)-y(k)

其中，e(k)表示實(shí)際輸出波形相對(duì)期望波形的跟蹤誤差；

w_0i(k)和w_1i(k)表示波形控制階段的各階諧波頻率分量的權(quán)系數(shù)；

μ_i是控制步長(zhǎng)因子，其大小決定了算法收斂的速度。

7.一種天平動(dòng)態(tài)力諧波抑制裝置，所述裝置安裝與振動(dòng)臺(tái)上，其特征是：包括待校準(zhǔn)天平、G、H、水平滑臺(tái)、配重質(zhì)量塊、標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器和諧波抑制單元，所述標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的數(shù)量為至少1個(gè)；所述G與水平滑臺(tái)的頂面剛性連接；所述H的頂面與配重質(zhì)量塊的底面剛性連接；

所述標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器安裝于配重質(zhì)量塊的兩個(gè)側(cè)面，所述標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器與配重質(zhì)量塊側(cè)面螺紋連接，且所述標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的安裝方向與水平滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向一致；

所述諧波抑制單元用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器采集的加速度信號(hào)進(jìn)行諧波抑制。