[發明專利]一種天平動態力諧波抑制方法及裝置

在審

• 申請號: 202011291075.1
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112504616A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 于時恩;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（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明公開了一種天平動態力諧波抑制方法及裝置，涉及風洞天平技術領域，其技術方案要點是：具體包括以下步驟：S1、采用標準加速度傳感器采集振動臺的加速度信號，并將采集的加速度信號發送至諧波抑制單元；S2、所述諧波抑制單元接收所述加速度信號，所述諧波抑制單元根據所述加速度信號進行諧波去除，生成控制電壓信號。本發明的方法通過諧波頻率的控制分量精確注入，并通過自適應算法實時調節控制分量權系數，能夠避免輸出波形的諧波失真的問題，且可調參數少，實現方便，對不同的振動臺系統具很強的通用性；同時，本方法能在一定程度上補償系統的時變特性，在系統特性發生一定范圍內的突變或慢時變時，可快速自適應抑制時變的影響。

技術領域

本發明涉及風洞天平技術領域，更具體地說，它涉及一種天平動態力諧波抑制方法及裝置。

背景技術

在進行風洞天平動態校準時，振動臺物理系統的諧波失真的抑制受到系統內所有組件的非線性因素的影響，其波形失真的抑制效果有限。為了對既定的振動臺硬件系統的諧波失真做進一步地抑制，通過控制算法抑制諧波是非常低成本且有效的方式。

現有的控制技術應用在振動臺諧波抑制的方法大多是基于傳統的反饋控制，其諧波失真抑制的效果非常有限，且對于特定系統需要進行特定的設計，抑制效果也不盡相同，不具有通用性。

發明內容

本發明的目的是提供一種天平動態力諧波抑制方法及裝置，該方法通過改變振動臺控制輸入電壓波形的方式，主動注入諧波頻率的控制分量抵消系統輸出諧波，并通過自適應逆控制的算法，能夠實現對未知幅值和相位的諧波分量的抑制，且對不同系統的諧波失真抑制的通用性強。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種天平動態力諧波抑制方法，具體包括以下步驟：

S1、采用標準加速度傳感器采集振動臺的加速度信號，并將采集的加速度信號發送至諧波抑制單元；

S2、所述諧波抑制單元接收所述加速度信號，所述諧波抑制單元根據所述加速度信號進行諧波去除，生成控制電壓信號；

其中，所述諧波抑制單元根據所述加速度信號進行諧波去除的具體方法為：

1)預設振動臺的期望輸出波形；

2)基于標準加速度傳感器實際采集到的振動臺的加速度信號，調整振動臺的實際輸出波形與期望波形保持一致，形成控制電壓信號。

進一步地，步驟S2中所述的調整振動臺的實際輸出波形與期望波形保持一致的方法包括以下步驟：

A、辨識振動臺系統在規定頻率及其諧波頻率下的系統特性；

B、實時更新每個采樣點的振動臺系統參數，進行歸一化自適應；

C、對振動臺實際輸出的波形相對期望波形進行誤差跟蹤，并更新各階諧波頻率分量的權系數，調整振動臺的實際輸出波形。

進一步地，所述加速度信號為周期波形。

進一步地，步驟A中辨識振動臺系統在規定頻率及其諧波頻率下的系統特性的表達式為：

其中，k表示離散的采樣序列；f表示規定頻率；

和表示在規定頻率f下的第i諧波的振動臺系統特性；

(i＝1，2，…，m)，m表示將要抑制的諧波次數；

x_ai(k)＝sin(2πf_it_k)表示各階諧波頻率的正弦基函數；

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