專利名稱：基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械振動(dòng)控制方法，具體涉及一種基于機(jī)械式消振執(zhí)行 機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法。
(二)
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)類機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用于船舶及其它工業(yè)領(lǐng)域中，其運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的低頻周期 性振動(dòng)是船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的主要激勵(lì)源，嚴(yán)重影響船舶運(yùn)行的安全性、隱蔽性 和乘員的舒適性。傳統(tǒng)的被動(dòng)控制技術(shù)，如被動(dòng)隔振技術(shù)，對(duì)外擾頻率大于設(shè)備 ——隔振器系統(tǒng)固有頻率的^倍時(shí)才能起減振作用，但過(guò)低的系統(tǒng)固有頻率在 實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致靜變形過(guò)大與失穩(wěn)的問(wèn)題，造成低頻隔振難題?；陔妱?dòng)機(jī)械式執(zhí) 行器的主動(dòng)消振技術(shù)是專門針對(duì)低頻周期性強(qiáng)線譜振動(dòng)的一種有效的控制技術(shù)。 其基本原理是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)具有相同質(zhì)量的偏心塊以^倍發(fā)動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速同 步反向旋轉(zhuǎn)，兩旋轉(zhuǎn)偏心塊的離心力在水平(豎直)方向上互相抵消，而在豎直 (水平)方向上疊加，這樣就在豎直或水平方向上產(chǎn)生了幅值和相位可調(diào)且簡(jiǎn)諧 變化的控制力，如果控制力引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)^階激擾引起的振動(dòng)大小相 等，方向相反，即達(dá)到了主動(dòng)消振的目的。電動(dòng)機(jī)械式消振的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械式 執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有的頻率低、激勵(lì)力大，適合大型機(jī)械設(shè)備的低頻周期性振的控制。 電動(dòng)機(jī)械式消振器可以有很多種形式，主要是執(zhí)行器的力幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和電機(jī) 拖動(dòng)形式的不同，其基本原理是一樣的，如韓國(guó)釜山國(guó)立大學(xué)和哈爾濱工程大學(xué) 都曾研制出自己系列的電動(dòng)消振器。消振技術(shù)的核心技術(shù)是需要準(zhǔn)確穩(wěn)定的相位 調(diào)節(jié)跟蹤控制方法，沒(méi)有準(zhǔn)確的調(diào)相算法消振機(jī)構(gòu)便不能夠工作?，F(xiàn)有調(diào)相技術(shù) 一般都需要輸入主機(jī)軸的相位信號(hào)、作動(dòng)器的相位信號(hào)和作為誤差信號(hào)的被控結(jié) 構(gòu)的振動(dòng)信號(hào)，然而現(xiàn)有技術(shù)大都對(duì)輸入信號(hào)要求嚴(yán)格且計(jì)算復(fù)雜，這就造成控 制系統(tǒng)較為復(fù)雜、成本較高、通用性差、不易實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)。另外，利用被控結(jié)構(gòu) 的振動(dòng)信號(hào)作反饋信號(hào)，容易受到其它振源的干擾，從而造成控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN2787922和公開(kāi)號(hào)為CN101363502的專利文件中均給出了各 自提出的機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但都沒(méi)有給出主動(dòng)消振控制系統(tǒng)及其控制方法， 仍然無(wú)法實(shí)際應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能消除或削減由旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備引起的機(jī)械振動(dòng)， 特別是針對(duì)其引起的低頻周期性強(qiáng)線譜振動(dòng)的基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng) 消振控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-
定義變量、初始化，即設(shè)定相位差調(diào)節(jié)閾值，設(shè)定控制程序輸入、輸出收斂 系數(shù)；機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)械主軸相位傳感器、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器、 消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位傳感器測(cè)得的機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)和消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn) 速與相位信號(hào)同時(shí)輸入到DSP控制器中，首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)速跟 蹤程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤，由DSP控制器輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu) 進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；判斷在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速是否持續(xù)相等，是否滿足轉(zhuǎn)速跟蹤精度要 求，如果滿足要求，則進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，否則再次進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤；判斷相位差值并 與調(diào)相閾值進(jìn)行比較，如果相位差值大于調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，由DSP控制器 輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速微調(diào)，并再一次完成轉(zhuǎn)速跟 蹤，否則跳出調(diào)相程序，即調(diào)相結(jié)束。
本發(fā)明的基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法還可以包括-
1、 所述的首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)速跟蹤程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤是采
用基于自適應(yīng)濾波算法LMS的轉(zhuǎn)速跟蹤算法，以振源的轉(zhuǎn)速信號(hào)"為期望信號(hào)，
消振器的轉(zhuǎn)速信號(hào)少為輸出信號(hào)，誤差信號(hào)e為兩者之差，參考信號(hào)I為任一常
數(shù)，濾波器階數(shù)取為一階，.變形后的LMS算法的全過(guò)程為
少U e = c — _y
『("+ l)=『(")+2-
式中『-----調(diào)整權(quán)
//——收斂系數(shù)。
2、 對(duì)相位差值劃分幾個(gè)區(qū)域，在不同的區(qū)域范圍內(nèi)輸出不同的控制指令， 從而迅速將相位差調(diào)節(jié)到目標(biāo)相位。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于-
首先，本發(fā)明控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，僅需要檢測(cè)機(jī)械設(shè)備主軸的轉(zhuǎn)速與 相位信號(hào)、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)，不需要檢測(cè)被控結(jié)構(gòu)的振動(dòng)信號(hào)作反饋信號(hào)，這不僅簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，同時(shí)也提高了振動(dòng)主動(dòng)消振控制系統(tǒng)抗干擾 性，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
其次，本發(fā)明控制算法為簡(jiǎn)單有效的自適應(yīng)轉(zhuǎn)速跟蹤與調(diào)相算法，且所采用 的控制器為DSP，其卓越的運(yùn)算速度使得本發(fā)明中的振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間 迅速，能快速拾取激擾源轉(zhuǎn)速及相位的變化狀態(tài)，及時(shí)做出輸出指令，控制消振 器的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到轉(zhuǎn)速及相位跟蹤的目的，及時(shí)有效抑制振動(dòng)響應(yīng)。
綜上所述，本發(fā)明主動(dòng)消振控制系統(tǒng)及方法具有抗干擾性強(qiáng)，且反應(yīng)時(shí)間短、 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足振動(dòng)主動(dòng)消振工程 要求，達(dá)到抑制振動(dòng)的目的。
(四)


圖1 (a)、圖1 (b)為兩種基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)示 意圖，其中圖l(a)消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)械設(shè)備上，圖l(b)消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)布置 于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上；
圖2調(diào)相閥值與相位差值劃分圖3主動(dòng)消振調(diào)相調(diào)頻控制算法流程框圖4電機(jī)-水泵裝置振動(dòng)主動(dòng)消振控制試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖5(a)、圖5(b)電機(jī)-水泵裝置基腳l主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)頻譜圖， 其中圖5(a)被動(dòng)隔振器上主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜，圖5 (b)被動(dòng)隔振器下
主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜；
圖6(a)、圖6(b)電機(jī)-水泵裝置基腳2主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)頻譜圖， 其中圖6(a)被動(dòng)隔振器上主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜，圖6(b)被動(dòng)隔振器下主 動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜；
圖7(a)、圖7(b)電機(jī)-水泵裝置基腳3主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)頻譜圖， 其中圖7(a)被動(dòng)隔振器上主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜，圖7(b)被動(dòng)隔振器下主 動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜；
圖8 (a)、圖8 (b)電機(jī)-水泵裝置基腳4主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)頻譜圖， 其中圖8(a)被動(dòng)隔振器上主動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜，圖8(b)被動(dòng)隔振器下主 動(dòng)消振前后加速度響應(yīng)譜；
圖9是不同調(diào)節(jié)步長(zhǎng)的相位差范圍劃分表。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
本發(fā)明的總體方案是主動(dòng)消振控制系統(tǒng)主要包括機(jī)械主軸(激擾源)轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)械主軸相位傳感器、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位傳 感器和DSP控制器所構(gòu)成的信號(hào)采集和處理部分。機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)取機(jī)械 主軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)，機(jī)械主軸相位傳感器測(cè)取機(jī)械主軸的當(dāng)前相位信號(hào)；消振執(zhí)行 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)取消振器的轉(zhuǎn)速信號(hào)，消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位傳感器測(cè)取消振器的 當(dāng)前相位信號(hào)。DSP控制器根據(jù)機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)和消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn) 行判斷和運(yùn)算，輸出控制信號(hào)控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，完成轉(zhuǎn)速跟蹤； 再由DSP控制器根據(jù)機(jī)械主軸的相位信號(hào)和消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位信號(hào)進(jìn)行判斷和 運(yùn)算，輸出控制信號(hào)控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速微調(diào)，并再一次完成轉(zhuǎn)速跟蹤， 最終完成消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和相位調(diào)節(jié)，使消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的振動(dòng)與激擾源 引起的機(jī)械振動(dòng)頻率相等，相位差180度，達(dá)到振動(dòng)主動(dòng)消減的目的。 本發(fā)明的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是轉(zhuǎn)速跟蹤算法，其方法是
轉(zhuǎn)速跟蹤算法采用基于自適應(yīng)濾波算法LMS的轉(zhuǎn)速跟蹤算法，其具有算法簡(jiǎn) 單、計(jì)算量小、跟蹤精度高及收斂性快等特點(diǎn)。以振源的轉(zhuǎn)速信號(hào)"為期望信號(hào)， 消振器的轉(zhuǎn)速信號(hào)y為輸出信號(hào)，誤差信號(hào)e為兩者之差，參考信號(hào)X為任一常 數(shù)。由于轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定，變化較慢，考慮到計(jì)算的快速性，濾波器階數(shù)可取為一 階。變形后的LMS算法的全過(guò)程如下
"野
e = d_y (1) 『("+ l) = PF(") + 2//eX
式中『-----調(diào)整權(quán)
-----收斂系數(shù)
本發(fā)明的另一關(guān)鍵技術(shù)是相位跟蹤控制方法，其方法是-
本發(fā)明是通過(guò)在一定時(shí)間段內(nèi)，先改變消振器的轉(zhuǎn)速，再跟蹤目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方 法來(lái)實(shí)現(xiàn)相位調(diào)節(jié)。判斷相位差值是以激擾源與消振器轉(zhuǎn)速相等為條件，因此每 次相位調(diào)節(jié)都是在轉(zhuǎn)速跟蹤完成后執(zhí)行。由于激擾源轉(zhuǎn)速存在不穩(wěn)定性，不可能 每刻嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)反相位，為保證相位跟蹤策略的收斂性，本發(fā)明設(shè)置了相位調(diào)節(jié)閥 值。如果當(dāng)前相位與目標(biāo)相位差值的絕對(duì)值小于相位調(diào)節(jié)閥值時(shí)，即認(rèn)為相位調(diào) 節(jié)完畢?？刂扑惴▽?duì)轉(zhuǎn)速與相位差進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控，當(dāng)轉(zhuǎn)速與相位差其中一項(xiàng)不滿 足要求時(shí)，調(diào)速調(diào)相程序即時(shí)啟動(dòng)并進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)相位差值判定后，控制程序?qū)?發(fā)出控制指令，迅速將相位差值調(diào)節(jié)到調(diào)相闊值范圍內(nèi)，這即要求相位調(diào)節(jié)收斂 速度快而且不發(fā)散。在這里對(duì)相位差值劃分幾個(gè)區(qū)域，在不同的區(qū)域范圍內(nèi)輸出不同的控制指令，從而迅速將相位差調(diào)節(jié)到目標(biāo)相位。
圖2中定義位置1為振源激擾響應(yīng)相位，則位置2為消振力響應(yīng)目標(biāo)相位，
位置3、4為相位調(diào)節(jié)閥值，為方便，定為r，即為在目標(biāo)相位左右各r(pi/180)
范圍為相位差值許可區(qū)間。因此在接近調(diào)相閥值的相位差范圍(3與5位置的角 度范圍，也即為4與6位置的角度范圍。)最大調(diào)節(jié)步長(zhǎng)為pi/90。為達(dá)到快速 而且收斂的控制效果，則3與5位置的角度范圍應(yīng)為pi/90的某一倍數(shù)，也即為 下一相位差角度范圍應(yīng)為上一相位差角度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)步長(zhǎng)的某一倍數(shù)。圖9的表 1不同調(diào)節(jié)步長(zhǎng)倍數(shù)的相位差范圍劃分情況。
由表1可以看到，隨著調(diào)節(jié)步長(zhǎng)倍數(shù)的增加，相位差范圍劃分?jǐn)?shù)量有所減少， 但設(shè)定調(diào)節(jié)步長(zhǎng)跨度增大。相位差范圍劃分過(guò)多，調(diào)節(jié)次數(shù)繁多，會(huì)導(dǎo)致相位調(diào) 節(jié)速度減緩；劃分較少的相位差范圍，調(diào)節(jié)步長(zhǎng)跨度大，在某一些特定的角度同 樣導(dǎo)致相位調(diào)節(jié)速度減緩。由此可見(jiàn)，相位差范圍劃分?jǐn)?shù)量只有在合適的情況下， 才能有較快的相位調(diào)節(jié)速度。
本發(fā)明主動(dòng)消振控制系統(tǒng)如圖1所示，系統(tǒng)包括機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速傳感器11、 機(jī)械主軸相位傳感器12、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器9、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位傳感器 10和DSP控制器6所構(gòu)成的信號(hào)采集和處理部分，還包括由變頻器7和交流電 源8所構(gòu)成的電頻控制部分，以及機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)3構(gòu)成的執(zhí)行部分。消振 執(zhí)行機(jī)構(gòu)既可安裝在機(jī)械設(shè)備2上消減機(jī)械振動(dòng)向基礎(chǔ)1的傳遞，如圖1 (a)，也 可放置于基礎(chǔ)1上，直接消減基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，如圖1 (b)。機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速傳感器 11通過(guò)齒輪5測(cè)取機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)，機(jī)械主軸相位傳感器12通過(guò)齒輪5測(cè) 取機(jī)械主軸的當(dāng)前相位信號(hào)；消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器9通過(guò)齒輪4測(cè)取消振執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，消振機(jī)構(gòu)相位傳感器10通過(guò)齒輪4測(cè)取消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的當(dāng) 前相位信號(hào)。控制方法(參見(jiàn)圖3)為定義變量，初始化(設(shè)定相位差調(diào)節(jié)閾 值，設(shè)定控制程序輸入、輸出收斂系數(shù))；機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)和消振執(zhí) 行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)同時(shí)輸入到DSP控制器6中，首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并 啟動(dòng)轉(zhuǎn)速跟蹤程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤，由DSP控制器6輸出控制信號(hào)給變頻器7，控 制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；判斷在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速是否持續(xù)相等，是否滿足 轉(zhuǎn)速跟蹤精度要求，如果滿足要求，則進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，否則再次進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤； 判斷相位差值并與調(diào)相閾值進(jìn)行比較，如果相位差值大于調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行相位調(diào) 節(jié)，由DSP控制器6輸出控制信號(hào)給變頻器7，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速微調(diào)， 并再一次完成轉(zhuǎn)速跟蹤，否則跳出調(diào)相程序，即調(diào)相結(jié)束；此控制算法對(duì)轉(zhuǎn)速與相位差進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控，當(dāng)轉(zhuǎn)速與相位差其中一項(xiàng)不滿足預(yù)定要求時(shí)，調(diào)速調(diào)相程 序即時(shí)啟動(dòng)并進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過(guò)一實(shí)例來(lái)證明本發(fā)明的可行性和有效性。如圖4所示的是一電機(jī)-水泵 裝置振動(dòng)主動(dòng)消振控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的示意圖。其中，21-激擾源(電機(jī))；22-水泵；
23-消振器；24-轉(zhuǎn)速傳感器；25-相位傳感器；26-控制器；27-變頻器；28- PC 電腦；29-信號(hào)采集儀；30-加速度傳器。
控制采用本發(fā)明提供的基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制裝置及控
制方法，執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝方式采用圖l(a)所示的安裝方式，即將消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)安 裝于激擾源(電機(jī))上。控制電機(jī)-水泵主軸的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min,即其運(yùn)轉(zhuǎn) 引起振動(dòng)的基頻為50Hz。目的是要主動(dòng)消減電機(jī)-水泵運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的基頻振動(dòng)。 其產(chǎn)生的高頻振動(dòng)可通過(guò)安裝于裝置的四個(gè)基腳處的被動(dòng)隔振器(橡膠隔振器) 隔離。圖5-8是分別是電機(jī)-水泵裝置基腳l、 2、 3、 4處的主動(dòng)消振前后加速度 響應(yīng)頻譜圖。對(duì)比控前隔振器上下的振動(dòng)響應(yīng)可以看出，300Hz以上高頻振動(dòng)可 以由橡膠隔振器有效隔離，電機(jī)-水泵主軸旋轉(zhuǎn)引起的基頻50Hz振動(dòng)是低頻的主 要振動(dòng)，橡膠隔振器對(duì)其卻無(wú)能為力。然而，通過(guò)對(duì)比四個(gè)基腳處控制前后振動(dòng) 響應(yīng)可以看出，本發(fā)明提出的主動(dòng)消振控制系統(tǒng)及其控制方法能夠有效的消減由 電機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)引起的基頻50Hz振動(dòng)。具體控制效果為基腳l橡膠隔振器上下 振動(dòng)衰減量均達(dá)到66. 7% (9. 5dB);基腳2橡膠隔振器上振動(dòng)衰減量達(dá)到78. 9% (13.5dB)，隔振器下衰減量約為98% (35dB);基腳3橡膠隔振器上下振動(dòng)衰減 量均達(dá)到86. 4%(17dB);基腳4橡膠隔振器上下振動(dòng)衰減量均達(dá)到94%(24. 5dB)。
權(quán)利要求
1、一種基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法，其特征是定義變量、初始化，即設(shè)定相位差調(diào)節(jié)閾值，設(shè)定控制程序輸入、輸出收斂系數(shù)；機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)械主軸相位傳感器、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器、消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)相位傳感器測(cè)得的機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)和消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)同時(shí)輸入到DSP控制器中，首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)速跟蹤程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤，由DSP控制器輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；判斷在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速是否持續(xù)相等，是否滿足轉(zhuǎn)速跟蹤精度要求，如果滿足要求，則進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，否則再次進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤；判斷相位差值并與調(diào)相閾值進(jìn)行比較，如果相位差值大于調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，由DSP控制器輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速微調(diào)，并再一次完成轉(zhuǎn)速跟蹤，否則跳出調(diào)相程序，即調(diào)相結(jié)束。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法，其特征是所述的首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)速跟蹤程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤是采用基于自適應(yīng)濾波算法LMS的轉(zhuǎn)速跟蹤算法，以振源的轉(zhuǎn)速信號(hào)"為期望信號(hào)，消振器的轉(zhuǎn)速信號(hào)少為輸出信號(hào)，誤差信號(hào)e為兩者之差，參考信號(hào)X為任一常數(shù)，濾波器階數(shù)取為一階，變形后的LMS算法的全過(guò)程為<formula>formula see original document page 2</formula>式中『-----調(diào)整權(quán)A-----收斂系數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法，其特征是所述的相位差值是將對(duì)相位差值劃分幾個(gè)區(qū)域，在不同的區(qū)域范圍內(nèi)輸出不同的控制指令，從而迅速將相位差調(diào)節(jié)到目標(biāo)相位。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于機(jī)械式消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)消振控制方法。機(jī)械主軸和消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速與相位信號(hào)同時(shí)輸入到DSP控制器中，進(jìn)行轉(zhuǎn)速差值判斷，并進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤，由DSP輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；判斷在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速是否持續(xù)相等，是否滿足轉(zhuǎn)速跟蹤精度要求，如果滿足要求，則進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，否則再次進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤；判斷相位差值并與調(diào)相閾值進(jìn)行比較，如果相位差值大于調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，由DSP控制器輸出控制信號(hào)給變頻器，控制消振執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速微調(diào)，并再一次完成轉(zhuǎn)速跟蹤，否則跳出調(diào)相程序，即調(diào)相結(jié)束。本發(fā)明具有抗干擾性強(qiáng)，成本低，通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足振動(dòng)主動(dòng)消振工程要求。
文檔編號(hào)F16F15/02GK101550984SQ20091007170
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者劉志剛, 張愛(ài)東, 李玩幽, 楊鐵軍, 靳國(guó)永 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)