检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：朱丽平哈尔滨工程大学

学位级别：博士

舱室内部噪声是船舶设计过程中需要考虑的一个重要指标之一,并且近年来各机构对这一指标的要求不断增加。本文采用主动控制的方法针对船舶舱室等封闭空间内部低频噪声进行控制,并对控制算法进行了深入研究。对控制过程中出现的非最小相... 详细信息

舱室内部噪声是船舶设计过程中需要考虑的一个重要指标之一,并且近年来各机构对这一指标的要求不断增加。本文采用主动控制的方法针对船舶舱室等封闭空间内部低频噪声进行控制,并对控制算法进行了深入研究。对控制过程中出现的非最小相位误差通道、时变误差通道以及非线性误差通道的系统进行了相应算法改进以提高噪声控制效果。具体工作如下:首先对传统的噪声主动控制算法及相关改进算法的特性进行了介绍和分析,并对它们的降噪性能进行了仿真对比。以控制封闭空间内部噪声为例对带宽噪声控制过程中影响算法性能的主要因素进行了讨论。试验采用多通道前馈自适应算法,利用结构的振动信号作为参考信号,对空间内部噪声进行控制,并对试验过程中产生的问题进行了详细的分析和研究。通过依次对参考信号、采样频率、误差通道等环节进行仿真对比和讨论,最终得到了影响带宽噪声控制效果的主要因素并且通过试验对仿真结果进行了验证。同时对发动机阶次噪声控制过程中遇到的问题也进行了研究和分析。根据多通道控制系统中参考信号和噪声之间的多相干性关系,提出了一种基于噪声成份的基本通道辨识方法。该方法能够在激励源信号相关的情况下完成多通道系统中各个基本通道传递函数的辨识。通过分析非最小相位误差通道对于宽频带噪声控制的影响,本文将辨识得到的基本通道与误差通道的稳定近似逆结合起来,并提取因果部分得到了因果最优控制器。该控制器既可以作为线性时不变系统的最优控制器以取得最佳的噪声控制效果;又可以作为一个准确的预测器来统计一个控制系统在实际应用中可以取得的最大降噪效果进而对控制系统进行改进。该因果最优控制器的性能采用在试验过程中采集的数据通过仿真进行验证,并将得到的噪声控制结果与采用传统噪声控制算法得到的控制结果进行对比和讨论。针对时变的误差通道系统,传统的自适应算法不能有效地对噪声进行控制,甚至还会引起控制系统不稳定。对此本文通过优化归一化步长因子和采用外加白噪声增益自动调节策略,提出了一种改进的误差通道在线辨识方法。其中外加白噪声增益和归一化变步长因子分别根据建模滤波器和自适应滤波器的收敛状态而实时调节。算法的性能通过采用不同类型的输入信号进行了仿真验证。与现有的在线辨识方法相比,本文提出的方法在计算量没有明显增加的情况下,可以实现误差通道建模速度和精度的提高。控制系统中误差通道存在非线性特性也是降低噪声控制效果的主要原因之一。为了提高非线性误差通道控制系统的噪声控制性能,本文基于李雅普诺夫函数设计了反馈式控制器。该控制器首先针对包含不确定参数在内的线性部分系统采用线性矩阵不等式设计H∞鲁棒性控制器,然后采用逐步后推法使非线性扬声器系统跟踪上述得到的鲁棒性控制器最优解并统计未知系统参数。由于上述控制器设计过程中需要使用系统的状态变量,为了减小控制系统成本,采用扩展卡尔曼状态观测器实时统计系统状态变量,并将状态统计误差考虑在内对设计的控制算法进行了修正。然后采用仿真对设计的控制算法在关心频带内的降噪性能进行验证。接着设计了一套简便易行的扬声器线性及非线性参数辨识方案,并在实验室中对非线性扬声器进行了精确的建模和参数辨识。然后采用状态子空间法对噪声传递路径对应的状态空间矩阵进行了辨识,并基于辨识结果对该非线性算法的应用局限性进行了说明。为了提高非线性算法的通用性,本文在离散域中采用非线性数字滤波器设计控制系统,并提出了一种改进的非线性自适应前馈控制算法。该算法采用双线性滤波器结构,通过对参考信号进行三角函数展开来完成高阶非线性控制滤波器的设计;并且将参考信号的三角函数展开与控制器输出信号的乘积考虑在内,使得控制滤波器在完成高阶非线性化的同时尽可能减小它的长度。该控制滤波器在更新过程中引入了加权因子,减小了非线性控制滤波器中较小的权值项产生的输出对整体滤波器系数收敛产生的干扰,从而加快了控制滤波器的收敛速度。接着针对不同类型的非线性误差通道和噪声,本文对该非线性控制算法的降噪效果进行了仿真比较。最后在实验室中采用TMS 320F28069型DSP控制器对该算法进行了实现,并对噪声控制效果进行了验证。

关键词：船舶舱室噪声低频噪声控制主动控制算法误差通道特性

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3种主动控制算法的结构振动控制效果研究

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广西科技大学学报 2016年第3期27卷 69-75页

作者：樊文华邹万杰广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

针对不同类型的结构,由Matlab中的相关函数命令求出相应的控制力状态反馈增益矩阵,继而得出结构振动的位移、加速度和控制力,比较分析了3种主动控制算法的控制效果,并给出了基于Matlab的三层框架结构的算例.分析结果表明:主动控制能够... 详细信息

针对不同类型的结构,由Matlab中的相关函数命令求出相应的控制力状态反馈增益矩阵,继而得出结构振动的位移、加速度和控制力,比较分析了3种主动控制算法的控制效果,并给出了基于Matlab的三层框架结构的算例.分析结果表明:主动控制能够有效地减小结构的地震响应,特别是当结构刚度较大时,3种主动控制算法控制效果均较理想;而当结构刚度较小时,各种控制算法的控制效果差异较大,LQR控制算法和模态控制算法的控制效果较好,而极点配置控制算法控制效果较差,甚至可能放大地震响应,需要优化极点配置得到适宜的状态反馈增益矩阵以改善结构加速度响应的控制效果.

关键词：主动控制算法结构刚度控制效果 Matlab

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车辆悬挂功率反馈主动控制算法

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噪声与振动控制 2015年第3期35卷 130-134,148页

作者：张磊张进秋毕占东何旭王兴野装甲兵工程学院装备试用与培训大队北京100072

以提高车辆减振性能为目的,提出一种基于降低悬挂系统传递至车体平均功率的功率反馈主动控制算法。以某轮式车辆四分之一车辆二自由度悬挂系统模型为研究对象,基于时域和频域相结合的方法对算法性能进行分析和评价,并分析权重系数取值... 详细信息

以提高车辆减振性能为目的,提出一种基于降低悬挂系统传递至车体平均功率的功率反馈主动控制算法。以某轮式车辆四分之一车辆二自由度悬挂系统模型为研究对象,基于时域和频域相结合的方法对算法性能进行分析和评价,并分析权重系数取值对算法性能的影响。结果表明:功率反馈控制算法能够显著改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,提高车辆减振性能。

关键词：振动与波悬挂系统主动控制算法功率反馈

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城市道路交通主动控制系统与模型设计

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2022年第3期14卷 317-323页

作者：张立立姚迪王芳李晶赵琦于沛北京石油化工学院信息工程学院北京102617 北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室北京100144 中国消防救援学院北京102202

为实现城市道路交通管控的智能化,缓解交通拥堵,研究和设计了城市道路交通主动控制系统.系统由4个子系统构成,其中云-边-端支撑子系统是计算、通信和存储的基础,可视化软硬件在环子系统是指挥决策与演练的关键,实时控制子系统和实时仿... 详细信息

为实现城市道路交通管控的智能化,缓解交通拥堵,研究和设计了城市道路交通主动控制系统.系统由4个子系统构成,其中云-边-端支撑子系统是计算、通信和存储的基础,可视化软硬件在环子系统是指挥决策与演练的关键,实时控制子系统和实时仿真子系统是道路交通控制的核心,用以保障交通控制的实时性和先进性.系统采用基于时空资源分配的主动控制模型,将传统以周期、绿信比调节为核心的交叉口信号被动控制转变为车道可变、相位相序可调且具有链状连接特性的交叉口主动控制.实际数据仿真分析表明,系统的主动控制能够有效降低交叉口通行车辆的总行程时间和平均排队长度.

关键词：城市道路交通信号控制系统主动控制算法实时控制实时仿真可视化云计算边缘计算

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一维声学黑洞结构的气动弹性特性分析

一维声学黑洞结构的气动弹性特性分析

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作者：谷彤华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

声学黑洞结构作为一种智能结构,可以将结构中的波动能量聚集到尖端区域,在压电采集、振动控制等领域有很好的应用前景。首先,本文基于传递矩阵法,以一维声学黑洞梁结构为研究对象,推导了含有阻尼层的一维声学黑洞梁结构的运动方程。将... 详细信息

声学黑洞结构作为一种智能结构,可以将结构中的波动能量聚集到尖端区域,在压电采集、振动控制等领域有很好的应用前景。首先,本文基于传递矩阵法,以一维声学黑洞梁结构为研究对象,推导了含有阻尼层的一维声学黑洞梁结构的运动方程。将梁等效为多段均匀梁,建立相邻两段之间的模态函数关系,对建立的力学模型进行解析求解,研究发现声学黑洞结构具有振动控制和能量收集的潜在能力,在声学黑洞结构中附加阻尼层可以有效的减少波动现象,起到了很好的减振效果。通过定义能量比来说明能量集中效应,进一步分析了激励频率、阻尼层的厚度等参数对能量集中的影响。其次,为了探究含有压电材料的一维声学黑洞结构的气动弹性稳定性,基于Hamilton原理建立了结构的运动方程,采用活塞理论模拟复合材料的气动压力,利用速度负反馈和比例反馈算法设置控制器,给出了结构的固有频率随着无量纲气动压力的变化曲线,从而得到系统的颤振点。进一步分析了压电作动器和传感器对一维声学黑洞结构的气动弹性特性的影响,研究发现速度负反馈可以提高系统的临界气动压力,从而提高复合结构的气动弹性稳定性。分析了不同反馈增益下动能和势能的能量变化,研究发现施加速度负反馈可以有效抑制系统的振动,比例反馈对系统的影响不大。

关键词：声学黑洞传递矩阵法气动弹性颤振压电材料主动控制算法

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基于主动控制优化被动黏滞阻尼器及混合隔震研究

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工程科学与技术 2020年第3期52卷 70-77页

作者：张冠平刘彦辉谭平金建敏广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510405

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动黏滞阻尼器的策略。并将被动黏滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加... 详细信息

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动黏滞阻尼器的策略。并将被动黏滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加经济简便的方式解决隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题。首先,将主动控制装置设置于隔震层形成主动混合隔震控制体系,采用主动控制算法获取隔震层主动控制力与速度特性;其次,利用主动控制力与速度关系曲线,通过最小二乘法拟合被动黏滞阻尼器的最优阻尼系数与速度指数,最后将设计出的被动黏滞阻尼器安装于隔震层,形成被动混合隔震控制体系。以1栋7层基础隔震结构为受控模型,通过对主动混合隔震控制体系与被动混合隔震控制体系的仿真分析可知:主动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为39.41%、45.04%及55.54%;被动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为36.40%、44.30%及52.51%。被动混合隔震控制对于隔震层位移的减震率能够达到主动混合隔震控制效果的90%以上,被动混合隔震控制对于隔震层加速度响应的减震率能够达到主动混合隔震控制的60%以上,被动混合控制也同样实现了减小隔震层地震响应的同时不增加上部结构的响应。依据主动控制算法设计的被动黏滞阻尼器形成的被动混合控制结构能够基本实现主动控制的效果,说明依据主动控制设计被动黏滞阻尼器实现主动控制效果的思想的可行性。

关键词：基础隔震结构主动控制算法被动黏滞阻尼器混合控制体系

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基于实时频率识别的动力吸振器的振动控制及参数优化

基于实时频率识别的动力吸振器的振动控制及参数优化

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作者：廖锦鹏武汉理工大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,大跨度楼盖、人行天桥等建筑日益增多。在静力荷载作用下其具有较高的强度,但在地震、强风以及人致振动等外界强烈作用下,会造成巨幅振动,这不仅会使建筑的寿命减短,甚至会致使结构坍塌。传统动力吸振器是一种常用于结... 详细信息

随着科技的发展,大跨度楼盖、人行天桥等建筑日益增多。在静力荷载作用下其具有较高的强度,但在地震、强风以及人致振动等外界强烈作用下,会造成巨幅振动,这不仅会使建筑的寿命减短,甚至会致使结构坍塌。传统动力吸振器是一种常用于结构振动控制的减振装置,其主要由弹簧、质量和阻尼元件组成。当其频率与受控结构的自振频率相吻合时,其可以起到较好的减振效果。然而,在长期使用过程中,受控结构会出现频率“漂移”现象,传统动力吸振器的减振效果被严重削弱。为此,提出一种基于磁流变弹性体的新型调频动力吸振器装置。磁流变弹性体(Magnetorheological elastomer,简称MRE)是一种新型磁流变智能材料,其剪切模量可在外加磁场作用下发生变化,从而改变动力吸振器的刚度,进而可调节调频动力吸振器的电流,实时控制受控结构的振动响应。这对于改善传统动力吸振器的缺陷具有重要意义。本文对磁流变弹性体及动力吸振器的研究现状和应用进行论述,介绍了磁流变弹性体相关理论,详细论述了基于Den Hartog定点理论的传统动力吸振器最优设计方法及影响其减振性能的关键因素。采用基于傅里叶变换(FFT)的希尔伯特-黄变换(HHT)和自然激励技术(NEx T)相结合的方法对主结构固有频率进行识别,并提出了受控结构实时频率识别方法,随后建立基于Simulink的实时频率识别模型,以一人行桥为例,验证了该方法在理论上的有效性。通过研究磁流变弹性体物理特性及调频动力吸振器的特性,确定调频动力吸振器结构及参数,并提出了调频动力吸振器对固支钢梁频率的实时跟踪流程。通过变化质量来改变受控结构的自振频率,在不同数量质量块下,完成了基于实时频率识别的调频动力吸振器对固支钢梁的竖向振动控制试验。结果表明:在固支钢梁频率发生改变的情况下,与传统动力吸振器相比,调频动力吸振器依旧能够保持较好的控制效果。同时,通过试验也验证了实时频率识别方法的正确性。基于LQR主动控制算法,提出最优动力吸振器的理论公式,比较基于Den Hartog定点理论和基于LQR控制算法设计的最优动力吸振器在矩形脉冲激励和正弦激励作用下的减振控制效果。仿真结果表明:基于LQR控制算法的两种最优动力吸振器(基于位移和加速度响应)具有相似的性能,且比基于Den Hartog定点理论的效果稍好。

关键词：磁流变弹性体调频动力吸振器实时频率识别定点理论主动控制算法

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馈能型主动悬架控制算法研究

馈能型主动悬架控制算法研究

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作者：林晨青岛理工大学

学位级别：硕士

主动悬架可以很好地适应各种不同的工况,显著提高车辆行驶平顺性和车身姿态,是车辆底盘控制的主要研究方向之一,但是高性能的控制算法运作时需要消耗大量的能量,限制了主动悬架的广泛应用。馈能悬架能够将原本传统减振器耗散掉的能量转... 详细信息

主动悬架可以很好地适应各种不同的工况,显著提高车辆行驶平顺性和车身姿态,是车辆底盘控制的主要研究方向之一,但是高性能的控制算法运作时需要消耗大量的能量,限制了主动悬架的广泛应用。馈能悬架能够将原本传统减振器耗散掉的能量转化为电能储存并且再利用,可增加主动悬架能量供给。本文提出一种基于电磁式馈能减振器的主动悬架,既能回收振动能量,又能实现主动控制,改善车辆的动力学性能。通过四种方案分析,本文采用滚珠丝杠结构结合无刷直流电机构成馈能减振器,分析了其结构和工作原理。进而建立电磁式馈能悬架模型,该模型包括主动悬架模型和控制电路模型两部分,在此基础上,提出自供能效率和馈能效率作为馈能悬架馈能效果的评价指标。针对悬架动力学模型,分别设计了基于最优控制算法、模糊控制算法和变论域模糊控制算法的悬架控制器。在Matlab/Simulink仿真环境下建立路面输入和馈能悬架系统模型,以车身垂直加速度、悬架动行程和轮胎动位移作为评价悬架性能的指标,分析不同随机路面输入同一控制算法以及同一路面输入不同控制算法的控制效果和馈能效果。仿真结果表明,在不同路面输入下,LQG控制器的控制效果相差不大,对于模糊控制器和变论域模糊控制器来说,路面条件越差,车身加速度和轮胎动位移的控制效果越好,但是悬架动行程的控制效果会略微变差;三种控制器的馈能效果均不随路面输入的变化而变化。同一路面输入下,LQG控制器的控制效果最好,而变论域模糊控制器的控制效果优于模糊控制器;对于馈能效果而言,LQG控制器的馈能效果最好,而模糊控制的馈能效果优于变论域模糊控制。此外,为了保证执行机构实际主动输出力与理想主动控制力的一致性,分别对执行电路采用PI、PD和PID三种控制策略,以采用LQG控制器的主动悬架为例,对执行电路的控制效果进行仿真分析,结果表明,三种控制器优化效果相近。

关键词：馈能悬架主动控制算法自供能效率

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高架桥结构振动主动控制算法及其MATLAB仿真实现

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工业建筑 2008年第z1期38卷 384-387,381页

作者：吴春洋韩淼霍文营北京建筑工程学院北京100044 中国建筑设计研究院北京100044

探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)主动控制算法,并利用MATLAB语言编制的程序对高架桥进行了数值仿真计算。提出了在应用该算法进行主动控制MATLAB仿真分析时的实现方法对同一个系统,在EI-Centro、Taft、Tianji... 详细信息

探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)主动控制算法,并利用MATLAB语言编制的程序对高架桥进行了数值仿真计算。提出了在应用该算法进行主动控制MATLAB仿真分析时的实现方法对同一个系统,在EI-Centro、Taft、Tianjin 3种地震激励下进行数值计算。数值结果表明,主动控制技术能够有效地减小高架桥的地震反应。

关键词：高架桥主动控制算法 MATLAB仿真地震响应

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基于神经网络的结构振动主动控制方法研究

基于神经网络的结构振动主动控制方法研究

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第五届全国振动利用工程学术会议暨第四次全国超声电机技术研讨会

作者：刘金鑫陈雪峰何正嘉西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室西安 710049

结构振动主动控制技术是由控制理论和振动理论交叉而形成的一项新技术.它由于能够很好的克服传统被动控制无法抑制低频噪声等缺陷而成为振动控制领域中的一个研究热点.本文以矩形简支薄板为研究对象,设计了一种基于神经网络的结构振动... 详细信息

结构振动主动控制技术是由控制理论和振动理论交叉而形成的一项新技术.它由于能够很好的克服传统被动控制无法抑制低频噪声等缺陷而成为振动控制领域中的一个研究热点.本文以矩形简支薄板为研究对象,设计了一种基于神经网络的结构振动主动控制系统,通过对薄板表面施加激振力,来控制其振动噪声的辐射特性.采用有辨识器和无辨识器两种反馈控制算法实施频域控制.控制系统中的控制器和辨识器的拓扑结构均采用神经网络,分别称为神经网络控制器(Neural NetworkController,NNC)和神经网络辨识器(Neural Network Identifier,NNI).仿真结果表明:两种控制策略均可实现多频点控制,但前者精度高,后者易实现.构建了简支薄板振动主动控制实验系统,针对易实现的无辨识器控制算法进行实验验证.实验控制效果良好,验证了该算法的正确性和可行性,并为该算法在结构主动控制领域的实际工程应用奠定了基础.

关键词：简支薄板结构振动主动控制算法神经网络

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