[發明專利]一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法

在審

• 申請號: 202210152667.8
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114637199A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李經良;陸洋;李程磊;孫佳明;栗志
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

確定受控對象的待減振位置，在所述待減振位置上布置控制節點，其中控制節點由誤差傳感器、作動器和處理器組成；量化不同控制節點間的次級通道耦合程度，保留耦合程度滿足預設閾值的次級通道，得到控制網絡拓撲結構；

基于所述控制網絡拓撲結構，根據基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制算法更新控制節點的控制權向量，并基于所述控制權向量計算各控制節點的作動力；

控制節點的作動力經次級通道引起的次級響應與待減振位置處的期望信號進行疊加，實現抑制待減振位置處的振動，其中所述期望信號為受控對象的外擾激振力經初級通道引起的初級響應。

2.根據權利要求1所述的一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，所述誤差傳感器和作動器布置在同一物理位置。

3.根據權利要求1所述的一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，所述量化不同控制節點間的次級通道耦合程度具體包括：

第一控制節點的作動器輸出與所述受控對象外擾激振力相同的激勵，并采集所有控制節點的誤差信號幅值；

第二控制節點的作動器輸出與所述受控對象外擾激振力相同的激勵，并采集所有控制節點的誤差信號幅值；

遍歷所有控制節點的作動器并采集所有誤差信號幅值,將采集到的幅值按上述遍歷順序保存為N*N的矩陣C，其中N為控制節點的總數；

判斷所述矩陣C中的元素是否滿足所述預設閾值，若滿足，則將該元素置0，否則置1，得到矩陣A。

4.根據權利要求3所述的一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，對所述矩陣A進行無向化操作獲取融合矩陣，所述無向化操作具體為：

A＝A+A^T+I

其中，T為矩陣轉置，I為單位矩陣。

5.根據權利要求1所述的一種基于擴散協作的分布式振動主動抑制方法，其特征在于，所述基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制算法具體包括：

獲取控制節點的鄰居次級通道傳遞函數的離線辨識結果；

基于所述辨識結果對參考信號進行濾波獲取濾波參考信號，其中所述參考信號與受控對象的外擾激振力相同；

基于所述控制網絡拓撲結構對所述濾波參考信號進行融合獲取融合濾波參考信號；

計算所述期望信號與次級響應間的誤差信號；

更新控制節點的控制權向量；

計算控制節點的作動力；

對上述過程進行循環迭代，直到所述誤差信號滿足預設條件。

6.根據權利要求5所述的一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，對所述濾波參考信號進行融合根據以下公式計算：

其中，{a_j,k≥0}為融合系數，表示濾波參考信號，L為控制濾波器階數，j為控制節點k的鄰居控制節點，n為當前時刻。

7.根據權利要求5所述的一種基于擴散協作策略的分布式主動振動抑制方法，其特征在于，所述誤差信號根據以下公式計算：

其中，W(n)是控制網絡的拓撲結構在第n時刻對全局理論解W^o∈R^LJ的估計值，e(n)＝[e₁(n),e₂(n),…,e_J(n)]^T，d(n)＝[d₁(n),d₂(n),…,d_J(n)]^T，表示期望信號，J為控制網絡中控制節點的總數，k為當前控制節點編號。