自适应振动主动控制方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术适用于计算机技术领域，尤其涉及一种自适应振动主动控制方法、装置以及系统，其中，随机附加噪声信号的功率是根据随机附加噪声影响比调整的，所述随机附加噪声影响比为主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值，次级通道在线建模滤波器的次级通道参数是通过基于附加随机噪声法的在线建模方法获得的。本发明专利技术提供的自适应振动主动控制算法，相比于现有技术中被设定为固定值的随机附加噪声影响比，随机附加噪声影响比被设置为随两个滤波器的收敛状态量的比值而变化的动态值，此时随机附加噪声信号的功率能够始终处于最优条件，受到突变的影响小，从而有效提高了自适应振动主动控制算法的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
自适应振动主动控制方法、装置以及系统
本专利技术属于计算机
，尤其涉及一种自适应振动主动控制方法、装置以及系统。
技术介绍
基于滤波x最小均方(FXLMS)算法的自适应振动主动控制是抑制柔性结构低频振动的有效方法。而其中获得精确的次级通道传递函数是实现该控制功能的关键环节。对于次级通道传递函数的模型构建方式主要包括离线构建与在线构建方式两种，在实际应用中，通常是通过离线建模方法得到次级通道传递函数，然而离线建模方法极大降低了控制算法的适应性，尤其是在一些无法实现离线建模的场合中，往往都是采用的次级通道在线建模的自适应主动控制算法。在次级通道在线建模的自适应主动控制算法或者系统中，通常需要用到主动控制环节和次级通道在线建模环节，其中次级通道在线建模环节是通过在控制环节中引入与初始振动不相关的附加随机噪声信号也就是随机附加噪声信号实现的，而附加随机噪声信号的功率对次级通道在线建模的效果，但会恶化实际振动的控制效果，因此合理的调整附加随机噪声功率对提高振动控制效率十分关键。然而，现有的附加随机噪声功率调整策略通常是以消除附加随机噪声功率绝对值为目标的，无法规划附加随机噪声在残余振动中的比例。在有些时候，随机附加噪声功率虽然绝对值较低但在残余振动中所占的比例可能较高，导致主动控制环节不能收敛到最优状态，一旦出现干扰，主动控制就有可能再次发散。可见，现有的自适应主动控制方法还存在着鲁棒性差的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供及一种自适应振动主动控制方法，旨在解决在现有的自适应主动控制方法还存在着鲁棒性差的技术问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种自适应振动主动控制算法，其中，随机附加噪声信号的功率是根据随机附加噪声影响比调整的，所述随机附加噪声影响比为主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种自适应振动主动控制装置，包括：随机附加噪声影响比调整单元，用于根据主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值调整随机附加噪声影响比；随机附加噪声信号功率调整单元，用于根据所述随机附加噪声影响比调整随机附加噪声信号的功率。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种自适应振动主动控制系统，包括主动控制模块以及次级通道在线建模模块，所述主动控制模块用于利用主动控制滤波器对参考信号进行处理得到滤波器信号，并生成主动控制信号；所述次级通道在线建模模块用于利用次级通道在线建模滤波器对随机附加噪声信号处理得到建模响应输出信号；所述主动控制信号以及所述随机附加噪声信号经实际次级通道在线建模滤波器处理影响残余误差信号；根据所述残余误差信号以及建模响应输出信号确定自适应更新误差信号并按照滤波x最小均方算法调整所述主动控制滤波器以及所述次级通道在线建模滤波器；根据主动控制模块与次级通道在线建模模块的输出确定主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量，并主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值调整为随机附加噪声影响比；根据所述随机附加噪声影响比调整随机附加噪声信号的功率。本专利技术实施例提供的一种自适应振动主动控制算法，相对于现有的自适应振动主动控制算法，所述随机附加噪声影响比不再是预先设定的定值，而是根据主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值实时不断调整，从而进一步影响随机附加噪声信号的功率，本专利技术实施例提供的自适应振动主动控制算法，在主动控制滤波器的收敛状态量低于次级通道在线建模滤波器的收敛状态量时，表明主动控制滤波器的收敛状态更优，此时随机附加噪声影响比较低，此时随机附加噪声信号的功率会增加，以提高次级通道在线建模滤波器的收敛速度，而随着次级通道在线建模滤波器逐渐收敛，次级通道在线建模滤波器的收敛状态量逐渐降低，随机附加噪声影响比不断增加，此时随机附加噪声信号的功率会不断降低，以消除其对残余振动的影响，且由于随机附加噪声影响比是与主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值相关联，随机附加噪声信号的功率始终能被确定为最优值，而不会随着主动控制环节或者次级通道建模环节的突变发生较大的改变，即本专利技术提供的自适应振动主动控制算法具有较强的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种自适应振动主动控制算法的算法框图；图2为本专利技术实施例提供的一种确定主动控制滤波器的收敛状态量的步骤流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种确定主动控制滤波器的收敛状态量的步骤流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种确定次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的步骤流程图；图5为本专利技术实施例提供的另一种确定次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的步骤流程图；图6为本专利技术实施例提供的又一种确定次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的步骤流程图；图7为本专利技术实施例提供的一种调整随机附加噪声信号的功率的步骤流程图；图8为本专利技术实施例提供的一种自适应振动主动控制装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术为解决现有的自适应振动主动控制算法存在的稳定性差的技术问题，通过将随机附加噪声影响比设定为不断随主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值而调整的动态值，相比于现有技术被设置为固定值的随机附加噪声影响比，此时随机附加噪声信号的功率能够始终基于随主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值而处于最优条件，而不会随着主动控制环节或者次级通道建模环节的突变发生较大的改变，从而提高了自适应振动主动控制算法的稳定性。需要说明的一点是，自适应振动主动控制算法是本领域技术人员所熟知的技术手段，而本专利技术也正是在现有的自适应振动主动控制算法基础上，通过衡量主动控制滤波器和次级通道在线建模滤波器的收敛状态关系来确定随机附加噪声影响比，并进一步确定随机附加噪声的功率，从而有效提高了自适应振动主动控制算法的稳定性。为便于理解，先提供自适应振动主动控制算法的算法框图，如图1所示，详述如下。在本专利技术实施例中，自适应振动主动控制算法主要包括主动控制环节和次级通道在线建模环节。其中，主动控制环节用于利用主动控制滤波器W(z)对初级振动信号x(n)处理得到主动控制信号y(n)，主动控制滤波器W(z)的系数w(n)＝[w1(n),w2(n)...wL(n)]T。进一步的，在次级通道在线建模环节内部产生一个与初级振动信号不相关的高斯白噪声信号vm(n)，即随机附加噪声信号，在通常情况下随机附加噪声信号vm(n)需要利用功率增益处理，即通过G(n)调整随机附加噪声信号vm(n)的功率，即v(n)＝G(n)vm(n)。利用随机附加噪声信号以进行次级通道在线建模，即构建次级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，随机附加噪声信号的功率是根据随机附加噪声影响比调整的，所述随机附加噪声影响比为主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，随机附加噪声信号的功率是根据随机附加噪声影响比调整的，所述随机附加噪声影响比为主动控制滤波器的收敛状态量与次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的比值。


2.根据权利要求1所述的一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，所述主动控制滤波器的收敛状态量通过如下步骤确定：
根据残余误差信号以及当前经过次级通道在线建模滤波器的随机附加噪声确定主动控制滤波器误差信号；
计算所述主动控制滤波器误差信号的功率，确定主动控制滤波器的收敛状态量。


3.根据权利要求2所述的一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，所述计算所述主动控制滤波器误差信号的功率的步骤，具体包括：
根据指数平滑预测方法计算所述主动控制滤波器误差信号的功率。


4.根据权利要求1所述的一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，所述次级通道在线建模滤波器的收敛状态量的通过如下步骤确定：
确定随机附加噪声信号在次级通道在线建模滤波器下的建模响应输出信号；
根据所述建模响应输出信号以及残余误差信号确定自适应更新误差信号；
根据所述随机附加噪声信号以及所述自适应更新误差信号确定次级通道在线建模滤波器误差信号；
计算所述次级通道在线建模滤波器误差信号的功率，并根据所述次级通道在线建模滤波器误差信号的功率确定次级通道在线建模滤波器的收敛状态量。


5.根据权利要求4所述的一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，在所述根据所述建模响应输出信号以及残余误差信号确定自适应更新误差信号的步骤之后，还包括：
根据所述自适应更新误差信号并按照滤波x最小均方算法调整所述主动控制滤波器以及所述次级通道在线建模滤波器。


6.根据权利要求4所述的一种自适应振动主动控制算法，其特征在于，所述计算所述次级通道在线建模滤波器误差信号的功率的步骤，具体包括：
根据指数平滑预测方法计...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦玉学，李孝宝，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34