磁悬浮隔振器的自寻优前馈控制.pdf

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1、第14卷第7期2010年7月船舶力学JoumalofShipMechanicsV01．14No．7Jul．2010文章编号：1007—7294(2010)07-0795—05磁悬浮隔振器的自寻优前馈控制段小帅，梁青，王永(中国科学技术大学自动化系，合肥230027)摘要：以船舶的振动主动控制为背景，基于自行研制的磁悬浮隔振器。提出了前馈控制的主动隔振方案，设计了对控制器参数在线自寻优的算法。该算法能够用于具有非线性特性的磁悬浮隔振器，并且不需要建立主动力到控制目标点的通道模型。在磁悬浮隔振系统上的实验结果表明，该控制算法取得了

2、良好的减振效果，并且当系统受到扰动后，能够实现寻优过程的自动启动。关键词：磁悬浮隔振器；主动隔振；前馈控制；自寻优算法；非线性中图分类号：11P273；032文献标识码：ASelf_optimizingfeed—forwardcontrolofelectromagneticsuspensionvibrationisolatorDUANxi∞一s}m五，LIANGQ魄，WANGYoT喀(Departm朗tofAuto眦ti∞，univer8ilyofscie∞e明dTecllIlologyofChiIla，Hefei230027

3、，China)Abs咖ct：hltlleback伊oundofactivevibmtionconnDlofship，anactivevibmtionisolationpro伊锄offbed—fbrW砌con卸olw髂proposed，andanorIlirleself一叩timizinga190rit}lmf矗tllecontIDUerpammete璐w嬲de-signedbasedontIleelectI．omagneticsuspensionvibrationisolator，whichwasdesignedindepen

4、dendy．Thealgori山mcanbeusedformeelecn．o眦gneticsuspensionvibrationisolatorwimnon—line壮ch啪cteIistics，柚ddoesnot砌—htllec㈧modelofactiVefbrcetotlleta配萨tpoim．rIheexp耐m即tal玎esuhsont}leelectI_o眦gneticsuspensionvibrationisol砒ionsystemshowt}latthecontrolalgorit}lmobtai吣agoodvib

5、m-tionconh．ole饪bct，andtheoptimizationprocesscanrestanautomaticallywithsystemdisturbances．Keywords：elec呐magneticsuspe鹏ion、ribrationisolator；activevibrationisolation；feed—forwardcontrol；self_optiIIlizingalgoritIlm；non—linear1引言不论是军舰还是民船都存在着不同程度的振动，过度的船舶振动容易引发严重的后果，因此船

6、舶的振动控制一直是人们非常关注的问题。其中隔振技术是振动控制的一个重要研究方向【1】。根据隔振时是否需要外界输入能量，隔振技术可以分为主动隔振与被动隔振。由于主动隔振能够克服被动隔振对低频振动难以有效抑制的缺点，近年来主动隔振技术日益受到重视啪。本文研究的对象是一种磁悬浮主动隔振器。隔振器采用电磁悬浮技术，该技术在磁悬浮列车M、磁悬浮轴承M等方面的应用，已经取得了一定的研究成果，但针对电磁悬浮隔振系统的研究还不深入，采用电磁悬浮技术的隔振器尚不多见。磁悬浮隔振器由衔铁和电磁铁两部分组成，电磁铁铁芯上绕有线收稿日期：2009—1

7、2-08作者简介：段小帅(1985一)，男，中国科技大学自动化系硕士生。796船舶力学第14卷第7期圈，当线圈中通人电流时，电磁铁的磁场会产生电磁力与衔铁相互作用，这样通过控制通入线圈的电流可以控制电磁力，进而达到主动隔振的目的。本文提出了一种基于前馈控制的主动减振方案，设计了控制器参数在线自寻优算法删，该算法应用于带有非线性特性的主动隔振系统的研究还未见报道，并且该算法不需要建立主动力到控制目标点的通道模型。对单频振源激励的磁悬浮隔振系统进行振动主动控制实验的结果表明，该控制方法在磁悬浮隔振系统上取得了良好的减振效果。并且当

8、系统受到扰动后，能够实现控制器参数寻优过程的自动重新启动。2前馈控制律设计在振源频率设定的情况下，扰动信号可以近似认为是恒定的。因此可以采用前馈控制抵消扰动信号产生的影响。测得的正弦信号经过功率放大后驱动磁悬浮隔振器，调整此正弦信号的相位和幅值，使其能恰好抵消扰动信号的作用。