面向军用计算机应用的主动减振控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法及装置，其中，方法包括：从低通滤波预处理后的激扰产生的振动信号中提取出需要进行减振的频点值；将该频点值分别传递给振动效果估算器和自适应控制器，以估计出作动器的主动控制力产生的振动信号和自适应控制器中的控制通道的参数；利用控制通道的参数更新多作动器自适应控制算法的权重，并通过更新后的算法得到军用计算机应用的各个振动主动控制器需要施加的主动控制力信号，驱动器根据需要施加的主动控制力信号驱动作动器产生主动控制力，以抵消外部激扰产生的激振力。该方法为适用于海陆空军用军用计算机振动环境的智能减振算法，实现在振源频率高频变化时的振动主动控制，简单易实现。

Active damping control method and device for military computer application

【技术实现步骤摘要】
面向军用计算机应用的主动减振控制方法及装置
本专利技术涉及军用计算机应用
，特别涉及一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法及装置。
技术介绍
为满足车载、舰载、机载等工作环境条件恶劣的应用场合的需要，通常对影响军用计算机性能的各种因素，诸如电磁兼容、抗振动冲击、高低温、三防(防腐、防霉、抗盐雾)等采取加固措施。其中，抗振动冲击技术是军用计算机加固技术的重要内容，比如，在机械环境条件中：振动、冲击、摇摆和颠振等，危害最大的就是振动。相关技术中，对其采取的加固措施通常为：(a)在机箱等进行设计时，除了进行静、动强度分析外,还应考虑它的物理特性对其内部组件、器件的影响，以及安装架的传递率。关键在于运用去谐、去耦设计来加强机箱抗振、抗冲击能力。在设计机箱及零部件时,尽量选用高阻尼结构材料，如铝、铝镁合金；(b)整体加装被动隔振装置，诸如弹性阻尼器(如弹簧减震器)、空气阻尼器、油阻尼器、固体摩擦阻尼器等；(c)对关键部件如机械式硬盘等加装减振或隔振装置；(d)加装可变阻尼半主动控制减振系统。上述抗振动加固措施对保证军用计算机在工作环境条件恶劣的应用场合下的应用起到了巨大的作用，在今后相当长的一段时间内还将继续发挥作用，但是，依然存在如下缺陷：低频隔振效果不理想，特别是可变阻尼半主动控制减振系统在某些情况存在共振放大等问题，对军用计算机本身提出了较高的抗振要求，限制了军用计算机的普遍应用，不利于军事领域信息化、智能化的发展，亟待解决。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法，该方法为适用于海陆空军用计算机振动环境的智能减振算法，实现在振源频率高频变化时的振动主动控制，简单易实现。本专利技术的另一个目的在于提出一种面向军用计算机应用的主动减振控制装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法，包括以下步骤：从总振动信号中估计出激扰产生的振动信号，对所述激扰产生的振动信号进行低通滤波预处理，并通过基于最小均方算法LMS的自适应陷波器提取出需要进行减振的频点值，其中，所述总振动信号包括所述激扰产生的振动信号和作动器的主动控制力产生的振动信号；将所述需要进行减振的频点值分别传递给振动效果估算器和自适应控制器，以估计出作动器的主动控制力产生的振动信号和自适应控制器中的控制通道的参数；利用所述控制通道的参数更新多作动器自适应控制算法的权重，并通过更新后的多作动器自适应控制算法得到军用计算机应用的各个振动主动控制器需要施加的主动控制力信号，驱动器根据需要施加的主动控制力信号驱动作动器产生主动控制力，以抵消外部激扰产生的激振力。本专利技术实施例的面向军用计算机应用的主动减振控制方法，将基于滤波x-LMS自适应算法，改造其参考频率部分，创新地构建智能控制算法策略，形成适用于海陆空军用计算机振动环境的智能减振算法，实现在振源频率高频变化时的振动主动控制，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的面向军用计算机应用的主动减振控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述从振动信号中估计出激扰产生的振动信号，进一步包括：利用振动效果估算器估计得到作动器主动控制力产生的振动，并将估计出的主动控制力产生的振动叠加回总振动信号中，以估计得到激扰产生的振动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述利用振动效果估算器估计得到作动器主动控制力产生的振动，进一步包括：利用所述振动效果估算器中的传递函数根据所述减振频点信息，采用线性插值的方法估计得到作动器主动控制力产生的振动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：根据所述减振频点信息，并通过线性插值的方法得到所述自适应控制器中控制通道的参数，其中，根据不同的减振频点信息实时调整所述控制通道的参数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，权重更新公式为：其中，其中，fij()为经过控制通道cij进行滤波之后的总振动信号矢量，fij(n)＝x(n)cij，x(n)为所述总振动信号，μ为收敛步长，wi(n)为第i个控制器n时刻l阶滤波加权系数矢量，j为目标减振点。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种面向军用计算机应用的主动减振控制装置，包括：频率自适应跟踪模块，用于从振动信号中估计出激扰产生的振动信号，对所述激扰产生的总振动信号进行低通滤波预处理，并通过基于最小均方算法LMS的自适应陷波器提取出需要进行减振的频点值，其中，所述总振动信号包括所述激扰产生的振动信号和作动器的主动控制力产生的振动信号；传递模块，用于将所述需要进行减振的频点值分别传递给振动效果估算器和自适应控制器，以估计出作动器的主动控制力产生的振动信号和自适应控制器中的控制通道的参数；主动减振控制模块，用于利用所述控制通道的参数更新多作动器自适应控制算法的权重，并通过更新后的多作动器自适应控制算法得到军用计算机应用的各个振动主动控制器需要施加的主动控制力信号，驱动器根据需要施加的主动控制力信号驱动作动器产生主动控制力，以抵消外部激扰产生的激振力。本专利技术实施例的面向军用计算机应用的主动减振控制装置，将基于滤波x-LMS自适应算法，改造其参考频率部分，创新地构建智能控制算法策略，形成适用于海陆空军用计算机振动环境的智能减振算法，实现在振源频率高频变化时的振动主动控制，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的面向军用计算机应用的主动减振控制装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述频率自适应跟踪模块包括：估计单元，用于利用振动效果估算器估计得到作动器主动控制力产生的振动，并将估计出的主动控制力产生的振动叠加回总振动信号中，以估计得到激扰产生的振动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述估计单元进一步用于利用所述振动效果估算器中的传递函数根据所述减振频点信息，采用线性插值的方法估计得到作动器主动控制力产生的振动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：调整模块，用于根据所述减振频点信息，并通过线性插值的方法得到所述自适应控制器中控制通道的参数，其中，根据不同的减振频点信息实时调整所述控制通道的参数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，权重更新公式为：其中，fij()为经过控制通道cij进行滤波之后的总振动信号矢量，fij(n)＝x(n)cij，x(n)为所述总振动信号，μ为收敛步长，wi(n)为第i个控制器n时刻l阶滤波加权系数矢量，j为目标减振点。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的面向军用计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n从总振动信号中估计出激扰产生的振动信号，对所述激扰产生的振动信号进行低通滤波预处理，并通过基于最小均方算法LMS的自适应陷波器提取出需要进行减振的频点值，其中，所述总振动信号包括所述激扰产生的振动信号和作动器的主动控制力产生的振动信号；/n将所述需要进行减振的频点值分别传递给振动效果估算器和自适应控制器，以估计出作动器的主动控制力产生的振动信号和自适应控制器中的控制通道的参数；以及/n利用所述控制通道的参数更新多作动器自适应控制算法的权重，并通过更新后的多作动器自适应控制算法得到军用计算机应用的各个振动主动控制器需要施加的主动控制力信号，驱动器根据需要施加的主动控制力信号驱动作动器产生主动控制力，以抵消外部激扰产生的激振力。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向军用计算机应用的主动减振控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
从总振动信号中估计出激扰产生的振动信号，对所述激扰产生的振动信号进行低通滤波预处理，并通过基于最小均方算法LMS的自适应陷波器提取出需要进行减振的频点值，其中，所述总振动信号包括所述激扰产生的振动信号和作动器的主动控制力产生的振动信号；
将所述需要进行减振的频点值分别传递给振动效果估算器和自适应控制器，以估计出作动器的主动控制力产生的振动信号和自适应控制器中的控制通道的参数；以及
利用所述控制通道的参数更新多作动器自适应控制算法的权重，并通过更新后的多作动器自适应控制算法得到军用计算机应用的各个振动主动控制器需要施加的主动控制力信号，驱动器根据需要施加的主动控制力信号驱动作动器产生主动控制力，以抵消外部激扰产生的激振力。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从总振动信号中估计出激扰产生的振动信号，进一步包括：
利用振动效果估算器估计得到作动器主动控制力产生的振动，并将估计出的主动控制力产生的振动叠加回总振动信号中，以估计得到激扰产生的振动信号。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用振动效果估算器估计得到作动器主动控制力产生的振动，进一步包括：
利用所述振动效果估算器中的传递函数根据所述减振频点信息，采用线性插值的方法估计得到作动器主动控制力产生的振动信号。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述减振频点信息，并通过线性插值的方法得到所述自适应控制器中控制通道的参数，其中，根据不同的减振频点信息实时调整所述控制通道的参数。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，权重更新公式为：



其中，fij(n)为经过控制通道cij进行滤波之后的总振动信号矢量，fij(n)＝x(n)cij，x(n)为所述总振动信号，μ为收敛步长，wi(n)为第i个控制器n时刻l阶滤波加权系数矢量，j为目标减振点。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵彤，卢立勤，蔡晨同，叶佩青，张辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11