[发明专利]基于状态观测的半主动吸振器控制系统

权利要求书

1.一种基于状态观测的半主动吸振器控制系统，其特征是：所述控制系统的构成包括半主动悬置系统(1)、状态观测模块(2)、相位差余弦值计算模块(3)以及电流输出模块(4)；

所述半主动悬置系统(1)包括减振对象(11)、半主动吸振器(12)、被动隔振器(13)以及安装在所述减振对象(11)或半主动吸振器(12)上的传感器(14)；利用所述半主动吸振器(12)对所述减振对象(11)的振动进行半主动吸振控制；利用所述传感器(14)实时检测获得与所述半主动悬置系统(1)的输出向量相对应的实时振动信号的模拟量；所述被动隔振器(13)用于支撑所述减振对象(11)；

所述状态观测模块(2)包括模数转换器(21)、自适应状态观测器(22)和状态处理单元(23)；所述模数转换器(21)用于将所述实时振动信号的模拟量转换为数字量；根据所述实时振动信号的数字量，利用所述自适应状态观测器(22)预测获得所述半主动悬置系统(1)的状态向量，并由所述状态向量获得与相关状态向量对应的半主动悬置系统(1)的相关振动信息；所述状态处理单元(23)根据所述的相关振动信息计算获得半主动吸振器(12)相对于减振对象(11)的相对运动信息，以及减振对象(11)的自身运动信息；

所述相位差余弦值计算模块(3)用来实时计算获得所述相对运动信息和自身运动信息之间的相位差余弦值；

所述电流输出模块(4)由模糊逻辑控制单元(41)、积分器(42)和可控电流源(44)构成；由所述模糊逻辑控制单元(41)根据所述相位差余弦值确定电流输出模块(4)中输出的控制电流的积分增益因子，由积分器(42)通过对所述相位差余弦值进行积分获得相位差余弦值积分信息，以所述相位差余弦值积分信息乘以所述积分增益因子获得电流控制信号，利用所述电流控制信号控制所述可控电流源(44)输出控制电流，所述控制电流输出至所述半主动吸振器(12)，实现对半主动悬置系统(1)的振动的控制。

2.根据权利要求1所述的基于状态观测的半主动吸振器控制系统，其特征是：所述半主动吸振器(12)为磁流变弹性体吸振器；所述减振对象(11)为旋转机械；所述自适应状态观测器(22)采用Kalman滤波状态观测器。

3.根据权利要求2所述的基于状态观测的半主动吸振器控制系统，其特征是：按如下方式获得所述相对运动信息和自身运动信息：

设置所述传感器(14)是安装在减振对象(11)上的位移传感器，令：所述半主动悬置系统(1)的输出向量为减振对象(11)的实测振动位移；取所述半主动悬置系统(1)的相关状态向量为半主动吸振器(12)的振动位移；根据所述实测振动位移，并利用所述Kalman滤波状态观测器获得半主动悬置系统(1)的状态向量，利用所述状态向量确定所述减振对象(11)的估计振动位移x₂和半主动吸振器(12)的估计振动位移x₁；并有：半主动吸振器(12)相对于减振对象(11)的估计相对位移x_r为：x_r＝x₁-x₂；

以所述估计相对位移x_r作为所述相对运动信息，以所述减振对象(11)的估计振动位移x₂作为所述自身运动信息。