主動(dòng)隔振器是超精密測(cè)量?jī)x器正常運(yùn)行的重要保障,隔振器通過(guò)衰減來(lái)自地基的振動(dòng)保證工作臺(tái)的穩(wěn)定。主動(dòng)隔振器抑制的地基振動(dòng)具有頻帶寬、幅值小、振源復(fù)雜等特點(diǎn),因此要求主動(dòng)隔振器起始隔振頻率低,中高頻衰減能力強(qiáng)。在主動(dòng)隔振器中,一般采用前饋與反饋結(jié)合的控制方式,其中反饋控制主要是抑制諧振峰,前饋控制能降低隔振器起始隔振頻率,增加中高頻衰減能力。所以本文旨在設(shè)計(jì)性能優(yōu)越的前饋控制器來(lái)降低隔振器起始隔振頻率,增加中高頻衰減能力。本文以空氣彈簧主動(dòng)隔振器為研究對(duì)象,建立主動(dòng)隔振器初級(jí)通道動(dòng)力學(xué)模型和次級(jí)通道動(dòng)力學(xué)模型并通過(guò)開(kāi)環(huán)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)確定模型中的剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)、電機(jī)增益和時(shí)間常數(shù),通過(guò)比較理論模型頻率響應(yīng)曲線(xiàn)和辨識(shí)模型頻率響應(yīng)曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)它們吻合度很高進(jìn)而驗(yàn)證了理論建模和參數(shù)辨識(shí)的正確性。由于相位偏移將會(huì)對(duì)PI前饋控制器的性能產(chǎn)生影響,本文在此基礎(chǔ)上分析了前饋控制通道中各環(huán)節(jié)的相位情況并利用零極點(diǎn)配置法對(duì)存在的相位偏移進(jìn)行補(bǔ)償。由于PI前饋控制器參數(shù)為隔振器的特征參數(shù)并且在實(shí)際情況中無(wú)法通過(guò)理論建模的方式來(lái)獲得隔振器精確的特征參數(shù),因此本文在已知前饋控制器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上利用濾波x-LMS控制算法來(lái)設(shè)計(jì)前饋控制器,使得設(shè)計(jì)的前饋控制器具有自整定參數(shù)的能力。最后從時(shí)域和頻域兩方面仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)前饋控制器的有效性。在完成了前饋控制通道相位補(bǔ)償和前饋控制器設(shè)計(jì)后,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了全面的性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明:對(duì)前饋控制通道中存在的相位偏移進(jìn)行補(bǔ)償后,采用自適應(yīng)PI前饋控制器能使主動(dòng)隔振器在10Hz頻率處衰減率接近-40dB,最大衰減率接近-48dB。測(cè)試結(jié)果從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)前饋控制器的有效性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TP273;TB535.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述
        1.2.1 主動(dòng)隔振器建模方法
        1.2.2 主動(dòng)隔振器參數(shù)辨識(shí)方法
        1.2.3 相位補(bǔ)償?shù)姆椒?br>        1.2.4 具有自整定控制器參數(shù)的控制方法
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 主動(dòng)隔振器動(dòng)力學(xué)建模與參數(shù)辨識(shí)
    2.1 引言
    2.2 主動(dòng)隔振器動(dòng)力學(xué)建模
        2.2.1 六自由度動(dòng)力學(xué)方程的建立
            2.2.1.1 初級(jí)通道動(dòng)力學(xué)方程的建立
            2.2.1.2 次級(jí)通道動(dòng)力學(xué)方程的建立
    2.3 參數(shù)辨識(shí)
        2.3.1 參數(shù)辨識(shí)原理
        2.3.2 參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)
            2.3.2.1 剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)辨識(shí)
            2.3.2.2 電機(jī)增益和時(shí)間常數(shù)辨識(shí)
        2.3.3 實(shí)驗(yàn)辨識(shí)結(jié)果驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 前饋控制通道相位補(bǔ)償
    3.1 引言
    3.2 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    3.3 前饋控制原理
    3.4 前饋控制通道相位分析
        3.4.1 A/D、D/A轉(zhuǎn)換器
        3.4.2 地音傳感器
        3.4.3 音圈電機(jī)
    3.5 前饋控制通道相位補(bǔ)償
    3.6 前饋控制仿真
    3.7 本章小結(jié)
第四章 自適應(yīng)PI前饋控制器設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 參數(shù)誤差對(duì)PI前饋控制器性能的影響
    4.3 自適應(yīng)PI前饋控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 濾波x-LMS控制算法
        4.3.2 自適應(yīng)PI前饋控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 濾波x-LMS控制算法收斂性分析
    4.4 自適應(yīng)PI前饋控制器仿真
    4.5 本章小結(jié)
第五章 隔振臺(tái)前饋控制實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 主動(dòng)隔振系統(tǒng)介紹
    5.3 傳感器、作動(dòng)器通道設(shè)置
    5.4 主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)控制模塊介紹
        5.4.1 前饋控制模塊介紹
        5.4.2 反饋控制模塊介紹
    5.5 主動(dòng)隔振器測(cè)試系統(tǒng)介紹
    5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869475