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基于悬臂梁的振动控制方法研究

基于悬臂梁的振动控制方法研究

作者：牟景林河北工业大学

学位级别：硕士

随着航空航天事业的发展,精密航天设备与装置的应用不断增多,其精度要求越来越高。但航天器在轨运行的振动不可避免,就航天器本体结构而言,大型天线、太阳能电池板、空间机械臂、航天器基础构架及空间可展开系统等空间结构具有刚度低、... 详细信息

随着航空航天事业的发展,精密航天设备与装置的应用不断增多,其精度要求越来越高。但航天器在轨运行的振动不可避免,就航天器本体结构而言,大型天线、太阳能电池板、空间机械臂、航天器基础构架及空间可展开系统等空间结构具有刚度低、阻尼小的特性,另外,太空环境的空间阻尼极小,这些因素都致使航天器很容易受到内外干扰而发生振动,以致影响航天设备正常运行。因此对航天设备与装置的实时振动控制,已成为航天工程领域亟待解决的关键技术问题。其中对航天设备与装置的建模方法和振动控制方法是研究的重要部分,对航天事业的发展具有重要的科学和应用价值。本文主要针对在外力作用下柔性结构的振动及控制的问题,基于对柔性悬臂梁控制的现状的研究以及未来的发展状态,并利用压电悬臂梁作控制的对象,从而分析其震动的控制问题。在此基础上,利用最优计算法制作柔性悬臂梁振动器,在压电执行器使用中促使柔性悬臂梁主动控制。紧接着论述滤波型最小均方算法及变步长滤波型最小均方算法,通过仿真及实验验证了变步长滤波型最小均方算法对柔性悬臂梁的振动控制效果。本论文主要研究内容和所做工作如下:对最小均方自适应算法及其变步长改进型算法进行研究:研究推导了最小均方算法的理论基础,论述了前人提出的12种变步长最小均方算法,分析了各算法迭代特点,为振动主动控制提供算法改进基础。建立柔性悬臂梁系统的状态空间方程:柔性悬臂梁挠度和弯度的关系是从振动理论中得出,并在动静法的基础上得出了柔性悬臂梁振动微分方程,依据电压效应,建立振动执行方程以及压电传感器的同时将模态分析法引入其中,将压电悬臂梁系统方程建立起来。在前馈滤波自适应算法的机构中验证12种变步长最小均方算法的振动主动控制效果,将最终稳态误差标作为比对标准,对比各个变步长最小均方算法在滤波结构中的抑振性能。

关键词：主动振动控制变步长最小均方算法滤波型最小均方算法

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基于凸组合的自适应滤波算法研究

基于凸组合的自适应滤波算法研究

作者：连培君西北师范大学

学位级别：硕士

自适应滤波算法是信号处理领域的研究热点之一,其中凸组合滤波算法是一个重要的研究方向。最小均方算法因其计算量小且易于实现而得到广泛应用,但不能同时兼顾稳态性和收敛性。而凸组合滤波算法通过一个时变联合参数将两种自适应滤波算... 详细信息

自适应滤波算法是信号处理领域的研究热点之一,其中凸组合滤波算法是一个重要的研究方向。最小均方算法因其计算量小且易于实现而得到广泛应用,但不能同时兼顾稳态性和收敛性。而凸组合滤波算法通过一个时变联合参数将两种自适应滤波算法的输出结合起来,能有效解决传统算法性能折衷的问题。这种算法不仅可以增强算法性能的多样性,还可以提升算法对复杂多变环境的适应性。近年来,该算法引起了广大学者的关注和研究,但其性能容易受联合参数的影响,并且在实际应用中计算量较大。为了有效解决这些问题,本文开展了如下研究工作:(1)针对凸组合仿射投影符号算法的联合参数计算量大,且在初期收敛速度较慢的问题,本文提出了一种新的S型函数的凸组合仿射投影符号算法。将传统算法中的sigmoid函数用S型函数来代替,同时引入一个长度为N的窗,实现权值的瞬时转移。本文算法不仅简化了联合参数的更新公式,还加快了算法在初期的收敛速度。通过实验结果表明,本文算法具有良好的均方性能和跟踪性能,与凸组合仿射投影符号算法相比具有更快的收敛速度和更低的计算复杂度。(2)针对传统算法无法同时顾及稳定性和收敛性,且抗冲击性能较差的问题,本文提出了一种由变步长归一化最小均方算法和变步长仿射投影算法组成的凸组合算法。该算法采用传统的联合参数和脉冲噪声指标组成的双联合参数,并充分结合了两个分量滤波算法的优点,还解决了传统算法对脉冲噪声敏感的问题。通过仿真实验表明,本文算法与变步长归一化最小均方算法、变步长仿射投影算法和凸组合仿射投影符号算法相比,具有更快的收敛速度和较低的稳态误差。

关键词：自适应滤波凸组合 S型函数变步长最小均方算法仿射投影符号算法

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单相光伏并网逆变系统控制策略研究

单相光伏并网逆变系统控制策略研究

作者：亓才天津大学

学位级别：硕士

随着能源和环境问题的日益突出,作为清洁能源的太阳能越来越受到重视。未来太阳能利用的主要形式是光伏并网发电。随着数字信号处理器性能的不断提高,使得光伏并网逆变系统应用先进的控制策略成为可能。本文以单相光伏并网逆变系统的控... 详细信息

随着能源和环境问题的日益突出,作为清洁能源的太阳能越来越受到重视。未来太阳能利用的主要形式是光伏并网发电。随着数字信号处理器性能的不断提高,使得光伏并网逆变系统应用先进的控制策略成为可能。本文以单相光伏并网逆变系统的控制策略为研究对象,以提高单相并网逆变系统的控制性能为主要研究目标,以解决单相并网逆变器控制中存在的问题为研究内容,展开了对同步参考坐标系锁相环、单相并网逆变器电流内环控制等关键问题的研究。单相并网逆变器的电网同步依赖于电网电压相位信息的精确检测。同步参考坐标系锁相环方法被广泛应用于电网电压相位信息的提取。各种同步参考坐标系锁相环方法的主要不同之处在于正交信号发生器。电网电压采样环节会将直流偏置分量引入到电网电压输入信号中,影响锁相环的性能。为消除直流偏置分量对锁相环性能的影响,本文对传统二阶广义积分器法进行了改进,增加了一个消除直流分量的闭环结构。仿真与实验结果表明本文所提出的锁相环方法具有良好的稳态和动态性能。基于同步旋转坐标系的比例积分控制已经在三相系统中得到了广泛的应用。然而,对于单相并网逆变器,由于主电路缺少一个自由度,无法直接通过传统坐标变换将交流量转换成直流量。传统的解决方案是通过将实际物理量延时1/4个电网周期构造虚拟正交量,该方法会恶化系统的动态响应。通过分析并网电流交流量与直流量之间的关系,构建了一种基于变步长最小均方算法的静止/旋转坐标变换策略,无需构造虚拟正交量。在所提策略的基础上增加了预测环节,提高了系统的动态响应速度。仿真与样机试验验证了所提控制策略的有效性。

关键词：光伏并网系统锁相环直流偏置信号二阶广义积分器矢量控制变步长最小均方算法

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一种改进的自适应噪声抵消系统算法研究

沈阳理工大学学报 2022年第3期41卷 1-7页

作者：伍彩云翁晶晶沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159

自适应噪声抵消系统能够从含噪环境中检测和提取到有用信号,对噪声信号进行抵消。本文对自适应噪声抵消系统中最小均方(LMS)算法进行研究,针对其存在收敛速度和稳态误差间不协调的缺点,提出一种新的基于激活函数Softsign的变步长LMS算法... 详细信息

自适应噪声抵消系统能够从含噪环境中检测和提取到有用信号,对噪声信号进行抵消。本文对自适应噪声抵消系统中最小均方(LMS)算法进行研究,针对其存在收敛速度和稳态误差间不协调的缺点,提出一种新的基于激活函数Softsign的变步长LMS算法,设计了自适应噪声抵消系统仿真平台,利用该平台验证所提出算法的去噪效果。结果表明,该算法在收敛速度和抗噪性能方面都优于传统LMS算法和已有变步长LMS算法。该仿真平台具有添加信号、叠加噪声、去噪处理、波形显示以及计算信噪比等功能,新算法的提出与仿真平台的设计为自适应噪声抵消技术的研究提供了新的解决方案。

关键词：自适应噪声抵消系统变步长最小均方算法收敛速度抗噪性能

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有源滤波器中改进型自适应谐波电流检测算法

大功率变流技术 2017年第1期 68-72页

作者：谭喜堂王慕将朱琴跃章天宇张有华同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对现有变步长最小均方(LMS)算法在谐波电流检测方面存在的不足,文章提出了一种应用于有源滤波器的改进型自适应谐波电流检测算法。其通过误差信号在原始输入信号所占比例的相关平均估计来消除谐波电流对步长更新的干扰,提高了检测精度... 详细信息

针对现有变步长最小均方(LMS)算法在谐波电流检测方面存在的不足,文章提出了一种应用于有源滤波器的改进型自适应谐波电流检测算法。其通过误差信号在原始输入信号所占比例的相关平均估计来消除谐波电流对步长更新的干扰,提高了检测精度;同时,通过对改进算法收敛条件和稳态性能的分析,进一步阐述了本算法在快速收敛性和较小稳态误差方面的优越性。仿真结果表明,该算法在有源滤波器谐波电流检测性能方面达到了预期的优化目标。

关键词：有源滤波器谐波电流变步长最小均方算法收敛性稳态性检测精度

改进的LMS算法在INS/SMNS组合导航中的应用

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中国惯性技术学报 2008年第2期16卷 192-195页

作者：王艳东赵净净北京航空航天大学自动化与电气工程学院北京100083

在惯导/景象匹配组合导航中,数学模型和噪声统计信息很难准确地给出,且景象匹配导航系统的输出值随机、有限甚至可能存在误匹配,这些都导致了目前适合于该组合的信息融合算法不多,而组合导航中常用的Kalman滤波算法在该系统中也难以收... 详细信息

在惯导/景象匹配组合导航中,数学模型和噪声统计信息很难准确地给出,且景象匹配导航系统的输出值随机、有限甚至可能存在误匹配,这些都导致了目前适合于该组合的信息融合算法不多,而组合导航中常用的Kalman滤波算法在该系统中也难以收敛。为了寻找新的适合于该系统的信息融合算法,研究了基于H∞最优估计理论的变步长最小均方算法和规格化最小均方算法,并将它们应用于惯导/景象匹配组合导航中。仿真结果表明,这两种算法与固定步长最小均方算法相比,抗干扰能力强;与递推最小二乘算法相比,它们滤波精度相同,但这两种算法结构简单,计算量小,耗时少,所以这两种算法适合于惯导/景象匹配组合导航。

关键词：变步长最小均方算法规格化最小均方算法组合导航信息融合

RLS、VSSLMS算法应用于天线组阵的分析及仿真

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无线电工程 2017年第7期47卷 10-14页

作者：赵晓明陈学军魏瑞利王青松苏新军西安卫星测控中心陕西西安710043

针对天线组阵常用相关算法Simple、Sumple、Eigen(基于本征值)和LS(最小二乘法)的不足,提出递推式最小二乘法(RLS)和变步长最小均方法 (VSSLMS)这2种新型算法,对其应用于深空网天线组阵进行了研究。对这2种算法进行了仿真,结果表明,RLS... 详细信息

针对天线组阵常用相关算法Simple、Sumple、Eigen(基于本征值)和LS(最小二乘法)的不足,提出递推式最小二乘法(RLS)和变步长最小均方法 (VSSLMS)这2种新型算法,对其应用于深空网天线组阵进行了研究。对这2种算法进行了仿真,结果表明,RLS算法存在信噪比合成性能随组阵天线数目增加而下降的缺陷,VSSLMS算法具有强信号时信噪比合成性能迅速提高的优点;在接收信号弱并且组阵天线数目较少情况下,RLS算法的信噪比合成性能略好于VSSLMS算法;当接收信号较强尤其是组阵天线数目较多时,VSSLMS算法的信噪比合成性能反而比RLS算法更好一些。

关键词：天线组阵信噪比合成性能递推式最小二乘算法变步长最小均方算法