外文翻譯---反饋控制消除機械振動（譯文）

1、(Feedback control for canceling mechanical vibrations)反饋控制消除機械振動 反饋控制消除機械振動摘要線性二次高斯（LQG）控制被用于主動取消振動。通過加速度的測量來控制振動電機的虛擬量。終端控制器是一個經(jīng)過修改的 LQG 設(shè)計，它被用于設(shè)計和制定一種增強型的振動電機。這篇文章介紹了機械振動電機的建模和參數(shù)辨識，控制器性能規(guī)格的發(fā)展，LQG 控制器的設(shè)計和實驗測試所產(chǎn)生的控制系統(tǒng)。振動

2、電機的建模是以理論推導和實驗數(shù)據(jù)的收集為基礎(chǔ)的?？刂破鞯囊?guī)范性發(fā)展主要是在使用兩種不同傳遞函數(shù)返回率的頻域范疇?？刂破鞯脑O(shè)計采用的是連續(xù)時間的 LQG 算法。該控制器是作為一個帶有運算放大器的模擬電路來使用。在實驗測試中，一些閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題被發(fā)現(xiàn)，并就這些問題提出了一種解釋。一、引言 一、引言本文介紹了一種反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)可用于消除一個物體表面的機械振動。振動的消除是通過振動電機對物體表面施加一個交替的作用力來實現(xiàn)的。這

3、種方法被渴望用于減少各種物體的震動，這些物體可以是家用電器和汽車乃至飛機和高速列車[1]，[2]，[3]。降低機械振動使用戶的舒適和安全得到了改善，而且通過減少磨損使產(chǎn)品的可靠性和耐用性都得到了提高。作為這一設(shè)計項目的一部分，需要進行四項任務(wù)。首先，確定商用振動電機的屬性和數(shù)學模型是必要的，這種電機在過去經(jīng)常被用于消除振動。第二項任務(wù)就是制定一套系統(tǒng)的性能規(guī)格，以用于控制器的設(shè)計。第三項任務(wù)是利用反饋控制技術(shù)設(shè)計一個控制器，從運動傳感器

4、接收到輸入信號后，該控制器將對電機輸出一個控制信號來抵消振動。 和線性二次高斯（LQG）技術(shù)都被進行 ? H了研究。終端控制器是一個經(jīng)過修改的 LQG 設(shè)計，它被用于設(shè)計一種增強型的振動電機。第四個任務(wù)是模擬電路控制器的執(zhí)行和測試閉環(huán)系統(tǒng)。前三個任務(wù)在本文中進行介紹。隨著對一些實驗結(jié)果的解釋，介紹了控制器執(zhí)行和完全系統(tǒng)測試的結(jié)果。二、建模和辨識 二、建模和辨識振動消除系統(tǒng)的主要組成部分是一個振動電機。這個電機將被附在任何一個需要消除表面

5、振動的物體表面。在電機的外殼安裝一個加速計來檢測物體的振動。電機外殼的加速度可以被感應(yīng)，而電機通過被控制產(chǎn)生自身振動這樣一種方式來消除那些來自外部的干擾。消除振動通過消力電機完成。那也就是數(shù)，他能實現(xiàn)的價值遠遠高于開環(huán)質(zhì)量。這個虛擬的質(zhì)量也有一個與之相關(guān)的相位角，所以加速度并不是完全與干擾力在同一個相位。虛質(zhì)量以 為單位， g K它代表從干擾輸入信號 到輸出信號 的傳遞函數(shù)的幅度大小。 w yA. A.參數(shù)辨識 參數(shù)辨識進行試驗以確定兩

6、個物塊、彈簧和阻尼值、電機強度的作用。首先，電機放置在一個厚的而且高度兼容的海綿中，使它從工作臺上孤立出來，近似成為一個自由的部署空間。通過觀察源頻率改變時的負載電壓，發(fā)現(xiàn)阻抗最大值出現(xiàn)在頻率為 時。諧振頻率是： HZ 60（1） . , / 1202 12 1m mm m m s r mk w rrr ? ? ? ? ?下一步，電機放置在實驗室的長凳上，使 有效地連接到臺式物體上，在這種 1 m情況下 的質(zhì)量非常大。由于 質(zhì)量很大，

7、的質(zhì)量接近于 。有了這個設(shè) 1 m 1 m r m 2 m置，阻抗最大值的出現(xiàn)轉(zhuǎn)移到 51HZ，所以：（2） s r mk w / 10222 ? ? ?整個電機的質(zhì)量為 。假定懸掛的質(zhì)量可以忽略不計，根 Kg m m 331 . 1 2 1 ? ?據(jù)上述關(guān)系可以得到以下值： , , Kg m 937 . 0 1 ? Kg m 394 . 0 2 ? m n k / 10 05 . 4 4 ? ?。通過 的加速度的書面計算，來確定電機

8、強度 和粘性阻尼系數(shù) 。 1 m S d（3） ) ( ) () ( ) ( ) ( ) ( ) (2 1 2 122 122221 m m k s m m d s m ms F s m s F k ds s m S A c dm ? ? ? ?? ? ? ?是干擾力， 是控制力。假定干擾力有一個零值，那么下面的大小關(guān) ) (S Fd ) (S Fc系會在高頻時保持。（4） ) ( ,2 1211 1m m dSmIAmSIA rw c