基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、振動(dòng)控制是振動(dòng)工程領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，其本質(zhì)是利用一定的技術(shù)手段使被控對(duì)象的振動(dòng)水平能夠按照預(yù)先設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行。振動(dòng)控制包括振動(dòng)的利用和振動(dòng)的抑制。振動(dòng)主動(dòng)控制就是要抑制不利的振動(dòng)，根據(jù)采集到的振動(dòng)信號(hào)來設(shè)計(jì)合適的控制律，然后控制作動(dòng)器的輸出達(dá)到對(duì)系統(tǒng)減振或消振的目的。
　　 由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的非線性逼近能力，在系統(tǒng)辨識(shí)方面具有很大的潛力。本文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)，并且設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)懸臂梁振動(dòng)系

2、統(tǒng)的振動(dòng)主動(dòng)控制。
　　 本文以懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，在懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)模型建立以及控制律設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)中建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)時(shí)控制。主要內(nèi)容為：建立懸臂梁的數(shù)學(xué)模型，將懸臂梁簡化為三自由度系統(tǒng)，并計(jì)算運(yùn)動(dòng)微分方程。分別用理論推導(dǎo)與ANSYS分析軟件對(duì)懸臂梁進(jìn)行了模態(tài)分析，比較、分析了兩種方法得出的懸臂梁固有頻率和固有振型。通過懸臂梁振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采集實(shí)驗(yàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用NNSYS

3、ID工具箱對(duì)懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)，并在SIMULINK環(huán)境下進(jìn)行了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真控制。利用dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的半實(shí)物仿真平臺(tái)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 通過使用NNSYSID工具箱對(duì)懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)，表明應(yīng)用NNSYSID工具箱可以方便的選擇參考輸入、采樣頻率、估計(jì)模型和驗(yàn)證模型，設(shè)置初始化變量和參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)良好的辨識(shí)效果；SIMULINK實(shí)例仿真

4、結(jié)果表明：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器能很好的控制振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際輸出，使其跟蹤參考模型的輸出；基于dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)的懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)的在線控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：施加于懸臂梁上的激勵(lì)頻率離固有頻率越近，減振效果越好。
　　 本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)主動(dòng)控制中，達(dá)到了預(yù)期的控制要求，同時(shí)也證實(shí)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在振動(dòng)主動(dòng)控制方面的有效性。使用dSPACE實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行控制算法的開發(fā)和驗(yàn)證，并能夠?qū)λ惴ㄟM(jìn)行反復(fù)修改和設(shè)計(jì)，為研究人