一种基于离线辨识滤波x-LMS算法的振动主动控制实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于离线辨识滤波x

【技术实现步骤摘要】
一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置


[0001]本专利技术涉及振动主动控制领域，具体是指一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置。

技术介绍

[0002]振动主动控制技术是一种通过对振动系统施加控制力或控制电压来调节系统振动状态的技术。在振动系统中，不仅存在自然振动，还存在由外部干扰或工作负载引起的非自然振动，这些振动不仅会降低系统性能和寿命，还会对人体健康造成影响。因此，振动主动控制技术被广泛应用于航空航天、机械、电子、船舶等领域，以提高系统的工作效率和稳定性，保障人员安全和设备寿命。
[0003]目前，应用于振动控制领域的控制算法主要包括基于状态空间的PID控制、鲁棒控制等需要较为精确被控对象模型的控制方法，以及自适应控制、神经网络等不需要精确被控对象模型的算法寻优控制方法。针对主动控制算法，其中最为经典算法是基于LMS最小均方算法的滤波x
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LMS算法，该算法具有结构简单、效果明显等优点，应用十分广泛。
[0004]振动主动控制技术的研究和应用主要集中在传统控制方法和智能控制方法两个方面。传统控制方法主要包括PID控制和模型预测控制等，这些方法通常采用定值控制策略，能够对系统进行较为简单的控制，但对于复杂的非线性振动系统，控制效果不佳。智能控制方法则是利用人工智能、模糊控制等方法对振动系统进行控制，具有自适应性和非线性控制能力，能够更好地应对振动系统的复杂性，但计算复杂度高，运算速度较慢。
[0005]针对以上问题，本专利技术提出了一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，该装置通过对振动系统施加不同振动信号，调节系统的振动状态，从而模拟多种实际振动场景。该装置采用离线辨识滤波x
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LMS算法，可进行误差通道辨识，并且能够调整步长，提高了控制精度和效率，为实际工程控制提供了有效的技术支持。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，提供一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，该装置包括误差信号采集单元、误差信号调理单元、误差信号输出单元、参考信号给定单元、信号处理单元、功率放大单元以及作动器。这项专利技术具有多通路输入输出功能，能够同时采集和输出多个信号；误差信号检测结果精度高，能够获得更准确的误差信号，提高控制效果；控制算法可进行误差通道辨识，使得控制过程更加准确可靠；控制算法可调整步长，得到最好的误差通道辨识结果，提高控制效果；能够可视化输出，方便用户观察和分析实验数据；能进行不同频率降噪实验，具有更广泛的应用范围，为实际工程控制提供了有效的技术支持。
[0007]所述误差信号采集单元包括2个加速度传感器对称的分布在作动器周围，与所述误差信号调理单元连接，用于采集需要控制的振动信号。
[0008]所述误差信号调理单元为信号调理器，用于处理误差信号，有功放、滤波等功能，
并将处理后的信号传递给误差信号输出单元及信号处理单元。
[0009]所述误差信号输出单元及参考信号给定单元为PULSE装置，与所述误差信号调理单元连接，用于输出显示误差信号，并给定参考信号。
[0010]所述信号处理单元用于在接收信号后对信号用滤波x
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LMS算法进行处理，可对次级通道进行离线辨识，采用的是TI公司的芯片TMS320C6748，所述芯片的精度高，成本低、功耗小、性能高、外设集成度高、数据以及程序存储量大、A/D转换更精确快速，具有150MHz的高速处理能力，6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF具备32位浮点处理单元，12位16通道ADC，该芯片的浮点控制器与前代控制器相比，性能提高了近50％。
[0011]所述功率放大单元连接所述信号处理单元，外部连接作动器，用于放大信号。
[0012]本专利技术所公开的基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，在技术方案上有以下有益效果：
[0013]1.采用双通道输入双通道输出的控制方式，在振动平台上，可以将各个方向的振动精准获取，并且能更好的发出控制信号，大大提高了振动的控制效果。
[0014]2.采用滤波x
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LMS算法的振动主动控制方法，滤波x
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LMS算法可根据误差通道辨识技术进行误差通道离线辨识，实现对振动系统的准确控制。此外，滤波x
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LMS算法可调整步长，实现对振动系统的高效控制。
[0015]3.信号调理时采用差分形式，能抵抗干扰，降低信号失真。
[0016]总之，该专利技术提供了一种高效、精准、可视化的振动主动控制实验装置，具有广泛的应用前景，可为实际工程控制提供有效的技术支持。
附图说明
[0017]图1为本专利技术所公开的振动主动控制实验装置结构系统简图；
[0018]图2为本专利技术所公开的滤波x
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LMS算法原理图；
[0019]图3为本专利技术所公开的振动主动控制实验装置系统配置图；
具体实施方式
[0020]下文结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
[0021]一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，如图1、图2及图3所示，包括：误差信号采集单元、误差信号调理单元、误差信号输出单元、参考信号给定单元、信号处理单元、功率放大单元以及作动器；所述误差信号采集单元需放置在合理位置，与误差信号调理单元连接；所述信号处理单元连接所述误差信号调理单元、参考信号给定单元及所述功率放大单元。
[0022]所述功率放大单元包括2个功率放大器，放置在作动器附近，与所述信号处理单元和作动器连接，用于放大信号处理单元的输出信号。
[0023]所述作动器包括1个振动装置和2个作动装置，作动装置对称分布在振动装置两侧，与所述功率放大单元通过电路连接，用于产生与振源大小相等、相位相反的振动信号来控制减小振动。
[0024]所述信号处理单元用于在接收信号后对信号用滤波x
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LMS算法进行处理，采用的是TI公司的芯片TMS320C6748，所述芯片的精度高，成本低、功耗小、性能高、外设集成度高、
数据以及程序存储量大、A/D转换更精确快速，具有6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF和150MHz的高速处理能力，具备32位浮点处理单元。
[0025]所述采用滤波x
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LMS算法的振动主动控制方法，可根据误差通道辨识技术进行误差通道辨识，实现对振动系统的准确控制。此外，该控制方法可调整步长，实现对振动系统的高效控制。
[0026]在本专利技术的一个具体实施例中，包括以下步骤：
[0027]S1、PULSE模拟产生振动信号；
[0028]S2、经功率放大器放大之后传递到平台振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，其结构包括误差信号采集单元、误差信号调理单元、误差信号输出单元、参考信号给定单元、信号处理单元、功率放大单元以及作动器；所述误差信号采集单元合理对称分布在振动平台上，获取平台振动信号；所述误差信号调理单元接收误差采集单元采集到的加速度信号；所述信号处理单元采用滤波x
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LMS算法，接收误差信号和参考信号。2.根据权利要求1所述的基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，其特征在于：所述误差信号采集单元、误差信号调理单元和误差信号输出单元构成误差信号检测系统，所述功率放大单元通过将处理后的参考信号和误差信号输入信号处理单元，将信号处理单元的输出信号放大通过作动器作用于振动系统。3.根据权利要求1所述的基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，其特征在于：所述参考信号给定单元将产生的参考信号同误差信号一起输入信号处理单元进行处理，并将处理后的信号输入功率放大单元。4.根据权利要求1所述的基于离线辨识滤波x
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LMS算法的振动主动控制实验装置，其特征在于：所述作动器作用于振...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉良，冯峰，刘海鹏，王玉娟，刘学广，王岩岩，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：