本文關(guān)鍵詞：基于LMS算法的臺桌式主動隔振系統(tǒng)前饋控制研究

  更多相關(guān)文章： 主動隔振 自適應(yīng)前饋控制 濾波x-NLMS算法 次級通道補(bǔ)償

【摘要】：隨著精密測量、超精密加工、集成電路制造等領(lǐng)域?qū)纫蟮牟粩嗵岣?工作環(huán)境中微小的振動將會對的精度造成較大的影響,為了滿足高精密制造和測量設(shè)備對地基振動隔離的需求,高精密隔振系統(tǒng)必須具有更寬的隔振頻帶,更高的隔振效率以及更多的自由度。高精密系統(tǒng)對振動隔離的需求使隔振技術(shù)逐步發(fā)展成為依靠本身材料特性衰減振動的被動隔振技術(shù)、依靠控制作動器產(chǎn)生補(bǔ)償力衰減振動的主動隔振技術(shù)、以及具有更寬隔振頻帶的主被動一體隔振技術(shù)。本文以臺桌式隔振系統(tǒng)為平臺,所用的臺桌式隔振系統(tǒng)為主被動一體的混合隔振系統(tǒng),主要對其前饋控制方法展開研究。首先從隔振系統(tǒng)的動力學(xué)模型和特性進(jìn)行分析,由于隔振系統(tǒng)具有復(fù)雜的非線性特性,建立的動力學(xué)模型在精度和形式上都難以滿足前饋控制器的設(shè)計要求。因此將不基于精確數(shù)學(xué)模型的自適應(yīng)濾波算法應(yīng)用于主動隔振系統(tǒng)前饋控制中,這樣可以避免建立精確的動力學(xué)模型,同時還可以適應(yīng)被控參數(shù)的改變。自適應(yīng)濾波算法適用于平穩(wěn)和非平穩(wěn)隨機(jī)信號的檢測和估計,分為濾波器權(quán)系數(shù)更新過程和濾波輸出過程。通過最小均方(LMS)算法迭代尋優(yōu)特性實現(xiàn)濾波器權(quán)系數(shù)的更新實現(xiàn)自適應(yīng)控制過程�？紤]到實際應(yīng)用中,次級通道對控制信號的影響以及參考信號瞬時能量較大的問題使用了歸一化的濾波x-LMS(x-NLMS)算法。為了獲得次級通道較精確的模型,采取了兩步走的模型辨識方案,先采用頻域辨識方法獲得次級通道的傳遞函數(shù)模型,再對次級通道模型進(jìn)行補(bǔ)償從而獲得較為準(zhǔn)確的次級通道模型,用于前饋控制器設(shè)計。并針對所設(shè)計的前饋控制器以及次級通道補(bǔ)償進(jìn)行了單通道仿真和對比實驗,實驗結(jié)果證明了次級通道補(bǔ)償?shù)挠行�。由于臺桌式主動隔振系統(tǒng)是一個多自由度的隔振系統(tǒng),需要在多個位置對其進(jìn)行控制,因此采用了多通道集中前饋控制的方法,并針對分散前饋控制的弊端進(jìn)行了對比實驗,實驗證明了多通道集中前饋控制比分散前饋控制具有更加優(yōu)良的振動衰減率。實驗結(jié)果表明,本文所研究的前饋控制方法可以有效的提高臺桌式隔振系統(tǒng)在實驗頻段內(nèi)的隔振性能。
【關(guān)鍵詞】：主動隔振 自適應(yīng)前饋控制 濾波x-NLMS算法 次級通道補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB535.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題背景與研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 隔振系統(tǒng)的特性分析與建模12-13
• 1.2.2 主動隔振技術(shù)中的控制策略13-14
• 1.2.3 主動控制算法14-18
• 1.2.4 半物理仿真技術(shù)18-19
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 不基于精確模型的自適應(yīng)濾波算法20-34
• 2.1 臺桌式隔振系統(tǒng)理論模型建立20-26
• 2.1.1 臺桌式隔振系統(tǒng)動力學(xué)建模20-25
• 2.1.2 雙腔室空氣彈簧的特性25-26
• 2.2 自適應(yīng)濾波算法26-32
• 2.2.1 自適應(yīng)濾波器27-29
• 2.2.2 最速下降法29
• 2.2.3 最小均方（LMS）算法29-30
• 2.2.4 LMS算法性能指標(biāo)30-32
• 2.3 歸一化的LMS算法32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 主動隔振系統(tǒng)前饋控制器設(shè)計34-52
• 3.1 次級通道辨識34-37
• 3.1.1 次級通道對前饋控制的影響34-35
• 3.1.2 次級通道辨識方案選取35
• 3.1.3 次級通道離線辨識實驗35-37
• 3.2 基于濾波x-NLMS算法的前饋控制器設(shè)計及仿真37-44
• 3.2.1 濾波x-LMS自適應(yīng)濾波器前饋算法。37-39
• 3.2.2 濾波x-NLMS算法的收斂性39-41
• 3.2.3 基于濾波x-NLMS算法單通道控制系統(tǒng)仿真41-44
• 3.3 改進(jìn)的濾波x-NLMS算法44-51
• 3.3.1 次級通道補(bǔ)償實驗47-49
• 3.3.2 次級通道誤差對前饋控制影響仿真49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 主動隔振系統(tǒng)前饋控制實驗研究52-68
• 4.1 主動隔振系統(tǒng)實驗裝置以及其布置52-55
• 4.2 隔振性能測試系統(tǒng)介紹55-56
• 4.3 單通道自適應(yīng)濾波前饋控制次級通道補(bǔ)償前后對比實驗。56-59
• 4.4 多通道的自適應(yīng)濾波前饋控制59-67
• 4.4.1 多通道控制系統(tǒng)控制通道頻響特性分析59-61
• 4.4.2 多通道自適應(yīng)濾波器前饋控制方法61-63
• 4.4.3 多通道前饋集中控制方法與分散控制方法對比實驗63-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)和展望68-70
• 5.1 全文總結(jié)68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：732761