專利名稱：三向主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法
三向主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法技術(shù)領(lǐng)域
發(fā)明涉及主動(dòng)隔振系統(tǒng)，具體涉及主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法，屬于主動(dòng)隔振技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
主動(dòng)隔振是檢測出振源或受控對(duì)象主要振動(dòng)特性，在被控系統(tǒng)中引入次級(jí)振源， 并通過一定的控制方法調(diào)節(jié)次級(jí)振源(即作動(dòng)器)的輸出，使其產(chǎn)生的振動(dòng)與主振源的振動(dòng)相抵消，從而達(dá)到隔振的目的。
主動(dòng)隔振器是隔振系統(tǒng)中的主要部件，外殼和上夾板組成主動(dòng)隔振器的殼體，殼體內(nèi)部空間設(shè)置三個(gè)作動(dòng)器，三個(gè)作動(dòng)器分別對(duì)垂、橫、縱三個(gè)方向施加次級(jí)激勵(lì)源，由于夾持傳感器的上夾板與外殼連接螺栓剛度的存在，尤其是縱向和橫向的力傳感器，上夾板與外殼橫、縱向相對(duì)位移很小，導(dǎo)致測得的階次激勵(lì)信號(hào)幅值相對(duì)于其他干擾激勵(lì)幅值不突出，單個(gè)傳感器測得的信號(hào)不清晰。
目前針對(duì)主動(dòng)隔振的控制算法大都采用基于LMS的自適應(yīng)濾波算法，如

圖1所示。 其中P(Z)為初級(jí)通道，是從激勵(lì)到誤差傳感器之間的傳遞函數(shù)；S(Z)為次級(jí)通道，是從控制器輸出到拾取誤差信號(hào)的傳感器之間的傳遞函數(shù)；d(n)為傳遞到作動(dòng)器上的振動(dòng)信號(hào)； y(n)為控制器輸出的信號(hào)；e(n)為誤差信號(hào)；W(z)為控制器。
基于LMS的自適應(yīng)濾波算法，即w(k+1) = w (k) - μ e(k)x(k) ;w為濾波器系數(shù), μ為收斂系數(shù)，x(k)為參考輸入信號(hào)；其中，誤差信號(hào)e(k)是調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)最終收斂的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，其提取的好壞直接影響最后的控制效果，而且對(duì)于船體或飛機(jī)這種由發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)的復(fù)雜殼體結(jié)構(gòu)，單個(gè)傳感器所拾取的振動(dòng)信號(hào)將不僅是一個(gè)機(jī)腳振動(dòng)及這個(gè)機(jī)腳處主動(dòng)隔振器的影響，還包含了其他機(jī)腳及其他設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)。所以， 常規(guī)只靠單個(gè)傳感器提取誤差信號(hào)的方法，常常滿足不了實(shí)際主動(dòng)隔振功能的要求。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種三向主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法，可以實(shí)際應(yīng)用于振動(dòng)環(huán)境復(fù)雜的船舶、飛機(jī)等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的主動(dòng)隔振，并保證主動(dòng)隔振系統(tǒng)的順利運(yùn)行。
在主動(dòng)隔振系統(tǒng)中，三個(gè)作動(dòng)器分別對(duì)垂、橫、縱三個(gè)方向施加次級(jí)激勵(lì)源用以抑制基座振動(dòng)，將兩個(gè)三向力傳感器對(duì)稱設(shè)置在主動(dòng)隔振器外殼與上夾板之間，或設(shè)置在主動(dòng)隔振器外殼與基座之間，在每個(gè)三向力傳感器設(shè)置位置的主動(dòng)隔振器外殼上對(duì)應(yīng)安裝三向加速度傳感器；
此時(shí)用主動(dòng)隔振器外殼上外加的加速度傳感器，分別測得基座橫X、縱y、垂z三個(gè)方向的加速度響應(yīng)，由于基座的機(jī)械阻抗非常大，加速度傳感器受其它機(jī)腳或設(shè)備的振動(dòng)影響相對(duì)較小，用同一時(shí)刻測得的同方向的力信號(hào)和加速度信號(hào)計(jì)算卷積后得出誤差信號(hào)，即
權(quán)利要求
1.三向主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法，在主動(dòng)隔振器系統(tǒng)中，三個(gè)作動(dòng)器分別對(duì)垂、橫、縱三個(gè)方向施加次級(jí)激勵(lì)源用以抑制基座振動(dòng)，其特征在于，將兩個(gè)三向力傳感器對(duì)稱設(shè)置在主動(dòng)隔振器外殼與上夾板之間，或設(shè)置在主動(dòng)隔振器外殼與基座之間， 在每個(gè)三向力傳感器設(shè)置位置的主動(dòng)隔振器外殼上對(duì)應(yīng)安裝三向加速度傳感器；此時(shí)用主動(dòng)隔振器外殼上外加的加速度傳感器，分別測得基座橫X、縱y、垂Z三個(gè)方向的加速度響應(yīng)，用同一時(shí)刻測得的同方向的力信號(hào)和加速度信號(hào)計(jì)算卷積后得出誤差信號(hào)，即 由于有兩組三向力傳感器和三向加速度傳感器，將每個(gè)方向測得的兩個(gè)誤差信號(hào)取平均值作為最終的誤差信號(hào)，其中，A(Iii)為力傳感器信號(hào)；ajki)為加速度傳感器信號(hào)，k為同一時(shí)刻，i為X、y和 z三個(gè)方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三向主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)中誤差信號(hào)的提取方法，將力傳感器放置在主動(dòng)隔振器外殼與上夾板之間，或放置在主動(dòng)隔振器外殼與基座之間，主動(dòng)隔振器外殼上外加加速度傳感器，主動(dòng)隔振器外殼上外加的加速度傳感器，分別測得基座垂、橫、縱三個(gè)方向的加速度響應(yīng)，再用同方向的力信號(hào)和加速度信號(hào)在同一時(shí)刻測得的信號(hào)計(jì)算得到相關(guān)數(shù)(卷積)信號(hào)后得出誤差信號(hào)，本發(fā)明實(shí)際可應(yīng)用于振動(dòng)環(huán)境復(fù)雜的船舶、飛機(jī)等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的主動(dòng)隔振，并保證主動(dòng)隔振系統(tǒng)的順利運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01P15/00GK102998032SQ20121050650
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者支李峰, 魏新元, 尹立國, 童宗鵬, 姚利鋒, 姚輝, 馬炳杰 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所