本文以壓電陶瓷促動器構(gòu)建并聯(lián)六自由度減振平臺,采用NI Compact-RIO實時控制系統(tǒng)和Fx-LMS自適應(yīng)控制算法進行振動主動控制,對次級通道辨識方法和主動控制算法進行了模擬仿真,并搭建主動減振控制系統(tǒng)進行實驗驗證。仿真與實驗結(jié)果表明,設(shè)計的主動減振控制系統(tǒng)對于7～50 Hz范圍內(nèi)的低頻微振動有很好的控制效果。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Fx-LMS自適應(yīng)控制算法

主動減振控制系統(tǒng)中次級通道的存在是影響控制系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵因素,它直接影響控制系統(tǒng)的收斂性和控制的有效性。對次級通道的辨識過程可在線進行,也可離線進行。但在線辨識實現(xiàn)過程比較復(fù)雜,當(dāng)濾波器階數(shù)(S(z)向量長度)較高時,計算量大,辨識緩慢,因此工程上通常對S(z)進行離線辨識[13-14]。離線辨識原理如圖2所示,其原理是將基座輸入x(n)置0,促動器產(chǎn)生振動控制信號u(k)使系統(tǒng)振動,其中u(k)為簡諧信號或白噪聲信號,y(k)為促動器的控制輸出引起的負(fù)載響應(yīng),y′(k)為濾波器 S ^ (z)的輸出信號,兩者相減得到偏差信號e′(k),當(dāng)e′(k)趨于穩(wěn)定,V(k+1)=V(k)+2μ1e′(k)U(k)將收斂于穩(wěn)態(tài)解V=[v0,v1,…,vm]T,權(quán)向量V為離線辨識出來的次級通道參數(shù),即模型參數(shù),其中U(k)=[u(k),u(k-1),…,u(k-m)]T,μ1為系統(tǒng)辨識過程中的迭代因子。1.3 主動減振控制算法仿真研究

主動減振控制系統(tǒng)對控制系統(tǒng)硬件的響應(yīng)速度和實時性有較高要求,控制系統(tǒng)反應(yīng)速度要求達(dá)到0.05 ms以下,本文選擇NI的分布式測量與控制系統(tǒng)Compact-RIO設(shè)備作為核心控制部件,其固件主要包含:I/O模塊、可重新配置的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的機箱、實時控制器�？刂葡到y(tǒng)的處理器內(nèi)核667 MHz,通信可配置40 MHz,最快處理速度可達(dá)到40 ns,FPGA處理能力和處理速度能有效滿足主動減振控制系統(tǒng)對實時性的要求,控制系統(tǒng)配置1個兩通道的NI-9250 A/D采集輸入模塊實現(xiàn)基礎(chǔ)激勵和平臺振動響應(yīng)信號采集,同時配備2個四通道的NI-9263D/A輸出模塊,可實時輸出主動控制量,驅(qū)動壓電促動器作用實現(xiàn)平臺主動減振控制功能。圖4 主動減振控制算法仿真

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2980020