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混合自适应振动主动控制研究进展
苏攀，吴杰长，刘树勇，刘冶
海军工程大学，动力工程学院，湖北武汉
来源：年全国声学设计与噪声振动控制工程学术会议
摘要：振动主动控制一直以来都是国内外学者研究的热点，传统的控制方法有着明显的缺点，为了改善这些缺点，国内外学者提出将智能算法引入振动主动控制。因此，混合自适应控制的发展是近年来振动主动控制的一种新趋势。本文介绍了几种典型的混合自适应振动主动控制策略，综述了近年来的研究进展。关键词：混合自适应控制；前反馈控制；模糊神经网络；自适应模糊滑模控制1引言振动现象在工业生产和日常生活中极其常见，振动所带来的影响不容忽视。在大型飞机、船舶以及车辆等交通运输载体的运行中，振动会造成安全系数的降低；在机械加工的过程中，振动会降低加工的精度以及加速机械设备的磨损；在小型精密仪器设备的使用中，振动会影响其本身的工作性能，造成较大的误差等等，为了减少振动造成的危害，振动控制已经成为科技发展的一个重要领域。解决振动控制问题的传统方法是采用被动隔振系统，其原理是利用被动式阻尼元件或装置消耗系统的振动能量，从而达到减振目的。陈波[1]等将摩擦阻尼器用于电视塔在风力作用下的振动抑制，研究结果表明选择合适参数的摩擦阻尼器能够有效抑制振动；Singh等[2]分析了橡胶阻尼器对汽车发动机减振以及散热性能的影响；Ray等[3]应用主动约束阻尼层对梁的非线性振动进行了控制。被动隔振系统的优点是结构简单，控制方案易于实现，在多数情况下能取得一定的减振效果，但其缺点是难以抑制低频振动，且隔振系统的参数不能跟随被控对象变化[4,5]。与被动隔振系统相比，自适应振动主动控制系统在控制方法的设计和抉择上具有很高的适应性和灵活性，适用于隔振系统结构和参数存在不确定的情况。随着计算机技术、传感器、控制器以及作动器等方面的快速发展，自适应振动主动控制被广泛的研究。Elliott等[6]人最早将自适应滤波技术引入振动控制领域，他们所设计的基于LMS算法振动主动控制取得了良好的减振效果；孙建明等[7]对汽车悬架系统采用自适应振动主动控制，有效抑制了汽车悬架结构的振动；Gergely等[8]应用EKF扩展kalman滤波法以及联合估计系统状态参数和模型参数，实现了振动系统的自适应预测控制；Li等[9]设计了自适应主动振动控制系统，并对PID控制器和自适应控制方法进行了比较，结果表明自适应控制方法速度是PID控制的2倍，能够使振动呈指数逐渐减少到零。自适应振动主动控制系统性能的好坏取决于控制算法和控制律的设计。如何降低控制器的阶次，提高自适应算法的收敛速度以及如何增强自适应控制系统对外界干扰和参考信号的调整能力，成为研究学者