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振动—离心复合环境下自适应逆控制方法研究

作　者: 徐文强
导　师: 魏泳涛
学　校: 四川大学
专　业: 结构工程
关键词: 振动-离心复合环境自适应逆控制 LMS 滤波器跟踪仿真
分类号: V216
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

研究振动—离心复合环境下的控制方法,对于预测航空、航天设备在单一环境试验中无法估计的潜在故障,提高产品的使用可靠性等方面具有重大意义。由于离心环境下振动台系统的参数难以确定,且随着离心机旋转角速度的改变而变化,采用传统的控制理论和设计方法难以实现控制。本文对离心环境下振动台系统的自适应逆控制方法进行了研究。首先,利用LMS 滤波器建立振动台系统的自适应模型,实现了对振动台台面加速度响应的跟踪。为了获得更好的跟踪性能,文中讨论抽头权系数个数对自适应模型的影响,并在输入信号统计特性不充分时引入了抖动建模方法。其次,借助复制的自适应模型,采用离线建模方法建立了振动台系统的自适应逆模型,并分析了输入信号延时数对自适应逆建模的影响,从而实现了振动—离心复合环境下的自适应逆控制系统。通过正弦激励和线性扫频激励下的自适应逆控制仿真表明,系统输出能够很好地跟踪延时后的系统输入。最后,针对离心环境下振动台系统中存在的扰动,作者提出了三种自适应扰动消除方法。当使用第三种方法时,系统在方波激励下的均方误差得以减小。

全文目录

1 概论  6-14
  1.1 振动—离心复合环境试验系统简介  6-9
    1.1.1 试验目的  6-7
    1.1.2 系统动力学模型  7
    1.1.3 相关研究进展  7-9
  1.2 自适应逆控制的特点和研究现状  9-12
    1.2.1 自适应逆控制的特点  9-10
    1.2.2 自适应逆控制的发展及研究现状  10-12
  1.3 论文主要工作  12-14
2 振动—离心复合环境系统自适应建模  14-38
  2.1 离心环境下振动台系统动力学分析  14-18
    2.1.1 振动台系统动力学方程  14-15
    2.1.2 振动台系统脉冲响应  15-18
  2.2 最小均方自适应滤波器  18-26
    2.2.1 自适应滤波器基本原理  18-21
    2.2.2 LMS自适应滤波器  21-22
    2.2.3 LMS滤波器性能分析  22-24
    2.2.4 归一化LMS自适应滤波器  24-26
  2.3 自适应对象建模  26-28
    2.3.1 建模原理  26-27
    2.3.2 理想化建模  27-28
  2.4 自适应建模失配  28-31
    2.4.1 FIR模型引起的失配  28-29
    2.4.2 输入信号统计特性不充分时的处理  29-31
  2.5 自适应建模仿真  31-38
3 振动—离心复合环境系统自适应逆控制  38-59
  3.1 无扰动时逆对象建模  38-46
    3.1.1 最小相位系统逆建模  38-39
    3.1.2 非最小相位系统逆建模  39-43
    3.1.3 离心环境下振动台系统逆建模  43-46
  3.2 有扰动时逆对象建模  46-49
  3.3 自适应逆控制  49-59
    3.3.1 自适应逆控制系统  49-52
    3.3.2 正弦激励自适应逆控制仿真  52-56
    3.3.3 扫频激励自适应逆控制仿真  56-59
4 自适应逆控制系统的扰动消除  59-73
  4.1 复合环境系统扰动分析  59-61
  4.2 对象扰动消除系统  61-63
  4.3 对象建模和对象扰动消除并存  63-68
    4.3.1 对象建模和扰动消除系统  63-65
    4.3.2 对象建模和扰动消除系统的性能分析  65-67
    4.3.3 复合系统扰动消除仿真  67-68
  4.4 对象扰动消除回路结构简化  68-73
    4.4.1 参考模型为z~(-△)的一种简化  68-70
    4.4.2 参考模型为z~(-△)的另一种简化  70-73
5 总结及展望  73-75
  5.1 总结  73-74
  5.2 展望  74-75
参考文献  75-78
声明  78-79
致谢  79

振动—离心复合环境下自适应逆控制方法研究

内容摘要

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