外文翻譯-----反饋控制消除機械振動-其他專業(yè)-資料下載頁
2025-01-19 09:06本頁面
【導(dǎo)讀】通過加速度的測量來。和制定一種增強型的振動電機。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)。該控制器是作為一個帶有運算放大器的模擬電路來使用。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。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。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)。屬性和數(shù)學(xué)模型是必要的，這種電機在過去經(jīng)常被用于消除振動。第三項任務(wù)是利用反饋控制技術(shù)。的頻率下，懸掛將使1m和2m處于一個相對平衡中。度將會保持接近于零。假設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前處于控制器有效地頻率下，作用于電機的干擾。力幾乎不會產(chǎn)生加速度。速度并不是完全與干擾力在同一個相位。虛質(zhì)量以gK為單位，它代表從干擾輸入信
【正文】 探索控制器的性質(zhì)時，可以指出，被奈奎斯特軌跡包圍的 1點與被虛擬質(zhì)量軌跡包圍的原點相吻合。這種關(guān)系沒有數(shù)學(xué)的推導(dǎo)證明，它還是假 設(shè) ， 被虛擬質(zhì)量軌跡避免的原點通過閉環(huán)系統(tǒng)配置得到了加強。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）文獻翻譯 12 圖 8 閉環(huán)控制信號 圖 9 LQG控制器的虛擬質(zhì)量 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）文獻翻譯 13 ４ 實驗結(jié)果 控制系統(tǒng)在降低機械振動上的有效性是通過將電機附加到實驗臺上來進行測試的 ， 干擾的獲得是來源于一個電動剃刀在 120HZ時的振動。隨著開環(huán)回路的開放，當(dāng)接觸到試驗臺時，電動剃刀會產(chǎn)生一個強烈的，頻率為 120HZ的加速度正弦信號。當(dāng)控制回路關(guān)閉時，信號幾乎就消失了。 控制器能夠感知和 調(diào)整 的電機加速度，使剃須刀的干擾力作用幾乎完全消除 ， 一個遠(yuǎn)小于 240HZ 的信號依然可見。干擾是不完全的正 弦，它包含了 120HZ 的諧波。顯然，干擾的二次諧波依然可見 ， 而出人意料的是，當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)放置在許多表面時變得不穩(wěn)定。乍一看，這似乎違背了那些附加質(zhì)量提高系統(tǒng)魯棒性的數(shù)據(jù)顯示。實際上，這是表面動力與改變廠模型的相互作用的理論化 ， 由于電機不能被安裝到一個完全剛性的表面，所以電機與表面的連接可以看作是彈簧和阻尼器模型。因此， 有效表面質(zhì)量 具有 頻率依賴性， 并且會增加矢量 中的電機質(zhì)量 。 盡管如此，表面虛質(zhì)量有一個復(fù)平面軌跡，而不是一個固定的質(zhì)量，這就導(dǎo)致了虛擬質(zhì)量軌跡與原始軌跡的重合，表明了閉環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。 ５ 結(jié)論 在這一項目中，控制器被設(shè)計用來提供 120HZ 時的峰值性能。盡管峰值可以放置在 100~400HZ 的任意位置，但是設(shè)定的狹窄的頻帶有效的限制了它的用處 ，應(yīng)該是注意的是，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的頻率范圍取決于諧振頻率和高頻諧振幅度。該頻率上限的實施要滿足這樣一個要求：在高頻共振下，回率要低于 1。如果這些共振被減弱，那么頻率上限就會提高。 閉環(huán)系統(tǒng)能夠強烈的減小 k ，增大 d ， 增大 k 會引起閉環(huán)系統(tǒng)的 不穩(wěn)定。在這項設(shè)計中， k 在系統(tǒng)不穩(wěn)定之前會以約 的系數(shù)增加 ， 因為改變 LQG 設(shè)計參數(shù)來增加魯棒性被發(fā)現(xiàn)會導(dǎo)致一些性能措施的大幅度惡化，因此沒有去改變它 ， 閉環(huán)系統(tǒng)在一些表面變得不穩(wěn)定的趨勢是一個重要問題。建議在實際設(shè)計中，安裝面的物理模型應(yīng)該建立和納入廠模型。這可能會大大增加廠模型的復(fù)雜性，并可能導(dǎo)致截然不同的控制器設(shè)計，以及一個完全不同的性能實現(xiàn)范圍。 最后，控制器設(shè)計在這個工程中的探索依然還不夠詳盡。盡管這個控制器可以提供一些有益的性能，但可能還存在其他一些 控制器，他們可以在更寬的頻率變化范圍內(nèi)提供優(yōu)良性能，且對表面安裝的動態(tài)敏感度更低。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）文獻翻譯 14 ６ 參考文獻 [l] Kang, Y. K., H. C. Park, W. Hwang and K. S . Han,“Optimal Placement of Piezoelectric Sensor and Actuator for Vibration Control of Laminated Composite Beams,” AIAA Journal, , , 1996. [2] Sivrioglu, S., Kenzo Nonami, “ Design of Active Vibration Control Systems Using LMIBased State Feedback Control “, Proc. of the Fourth Motion and Vibration Control Symposium, pp. 7477, Yokahama, July 11, 1995. [3] IEEE Control Systems Magazine, December 1995. [4] Maciejowski, J., Multivariable Feedback Design, AddisonWesley Publishers LTD., 1989 [5] Lewis, ., Applied Optimal Control and Estimation, PrenticeHall, 1992
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