[发明专利]一种机械主动隔振的多振源多参考窄带自适应方法

说明书

本发明涉及一种机械主动隔振的多振源多参考窄带自适应方法，用于解决多个机械设备共同安装在同一个筏架上的振动隔离问题，把拾取振源振动的多个传感器安装在能够相互独立的采集到振源振动信号的位置，分别进入到方法的相应参考信号通道中，在各个参考信号子系统中计算控制信号，最终合成输出时域控制信号进行振动的主动隔离。本发明重点解决了多个机械设备同时激励出频率很接近的不同振动信号时窄带自适应方法发散问题，本发明具有收敛性能稳定、控制效果好的特点。

技术领域

本发明涉及振动控制领域，具体涉及到一种机械主动隔振的多振源多参考窄带自适应方法。

背景技术

机械振动中的线谱隔振是振动控制中的重要研究内容，其振动线谱特征主要与机械的运行工况有关，单个机械设备的振动主动控制已经有很多研究成果，并且取得了很好的控制效果。但在实际应用中被隔振设备可能不仅仅一台，而是多台设备位于同一个平台上同时工作，在这种情况下基座的线谱振动就会相对复杂。虽然可以把目标频带划分为更窄的频带来解决这个问题，但是窄带滤波器的设计会变得更加困难，计算量也会增加，影响方法的性能。 Widrow,B.等在《Adaptive Noise Cancelling:Principles andApplications》提出了一种多参考方法，但是该方法仅仅是针对多个噪声源的噪声消除问题，简单地认为不同的噪声源就需要不同的参考信号，主要处理的是单个窄带内的仅有一根线谱而没有考虑过当多个噪声线谱处于同一个窄带时的控制问题。而在实际中，处于同一个窄带内的多根线谱振动或噪声是常有的情况。这个难点通常有两种解决思路，一是通过设计更理想的窄带滤波器对参考信号和误差信号中的线谱进行逐一抽取分离进而通过传统窄带自适应算法进行解决，但是当线谱处于比较接近时这样的窄带滤波器是不存在的。二是可以通过增加控制器的阶数，但是无疑增加了控制系统的延时，减小了收敛速度，失去了窄带算法相对于宽带算法的优势，不利于对时变信号的实时跟踪控制。

采用传统的窄带自适应方法只能有效控制处于不同窄带内的线谱，目前已公布的窄带自适应方法可解决不同窄带多个线谱问题，即每个窄带内仅限有一个需要控制的线谱振动。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是克服现有方法的不足，提供一种机械主动隔振的多振源多参考窄带自适应方法，该方法包括步骤如下：

步骤1：将多个振动传感器分别置于振源附近采集参考信号L是传感器的个数，根据自适应控制滤波器采用自适应方法的收敛条件将控制频带划分M个频带，并设计相应的窄带滤波器，将参考信号输入窄带滤波器中，分别获得第m频带内第l个窄带参考信号l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M；

步骤2：对M个频带的所有窄带参考信号l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M分别通过自适应控制器得到输出信号l＝1,2,...,L,m＝1,2,...,M：

式①中i＝0,...,N-1是第m频带对应于第l个参考信号的自适应控制器的时域系数， N为自适应控制器的阶数；

步骤3：分别将输出信号l＝1,2,...,L相加得到该频带内的控制信号y^m(n)，其中y^m(n)表示第m频带的控制信号；

步骤4：将M个频带的控制信号y^m(n),m＝1,2,...,M叠加后得到全频带控制信号y^o(n)，y^o(n) 经次级通道S(z)到达误差振动传感器处，对误差振动传感器处的期望信号d^o(n)进行叠加后，得到误差信号e^o(n)；误差振动传感器的作用是拾取误差测点的振动信号，使得振动信号参与自适应控制器的更新和目标函数的构成。