外文翻譯---反饋控制消除機(jī)械振動(dòng)（譯文）

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

2、電機(jī)的建模是以理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)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(jì)采用的是連續(xù)時(shí)間的 LQG 算法。該控制器是作為一個(gè)帶有運(yùn)算放大器的模擬電路來使用。在實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jì)，該系統(tǒng)可用于消除一個(gè)物體表面的機(jī)械振動(dòng)。振動(dòng)的消除是通過振動(dòng)電機(jī)對(duì)物體表面施加一個(gè)交替的作用力來實(shí)現(xiàn)的。這

3、種方法被渴望用于減少各種物體的震動(dòng)，這些物體可以是家用電器和汽車乃至飛機(jī)和高速列車[1]，[2]，[3]。降低機(jī)械振動(dòng)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(jì)項(xiàng)目的一部分，需要進(jìn)行四項(xiàng)任務(wù)。首先，確定商用振動(dòng)電機(jī)的屬性和數(shù)學(xué)模型是必要的，這種電機(jī)在過去經(jīng)常被用于消除振動(dòng)。第二項(xiàng)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(jì)。第三項(xiàng)任務(wù)是利用反饋控制技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，從運(yùn)動(dòng)傳感器

4、接收到輸入信號(hào)后，該控制器將對(duì)電機(jī)輸出一個(gè)控制信號(hào)來抵消振動(dòng)。 和線性二次高斯（LQG）技術(shù)都被進(jìn)行 ? H了研究。終端控制器是一個(gè)經(jīng)過修改的 LQG 設(shè)計(jì)，它被用于設(shè)計(jì)一種增強(qiáng)型的振動(dòng)電機(jī)。第四個(gè)任務(wù)是模擬電路控制器的執(zhí)行和測(cè)試閉環(huán)系統(tǒng)。前三個(gè)任務(wù)在本文中進(jìn)行介紹。隨著對(duì)一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋，介紹了控制器執(zhí)行和完全系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果。二、建模和辨識(shí) 二、建模和辨識(shí)振動(dòng)消除系統(tǒng)的主要組成部分是一個(gè)振動(dòng)電機(jī)。這個(gè)電機(jī)將被附在任何一個(gè)需要消除表面

5、振動(dòng)的物體表面。在電機(jī)的外殼安裝一個(gè)加速計(jì)來檢測(cè)物體的振動(dòng)。電機(jī)外殼的加速度可以被感應(yīng)，而電機(jī)通過被控制產(chǎn)生自身振動(dòng)這樣一種方式來消除那些來自外部的干擾。消除振動(dòng)通過消力電機(jī)完成。那也就是數(shù)，他能實(shí)現(xiàn)的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開環(huán)質(zhì)量。這個(gè)虛擬的質(zhì)量也有一個(gè)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(gè)相位。虛質(zhì)量以 為單位， g K它代表從干擾輸入信號(hào) 到輸出信號(hào) 的傳遞函數(shù)的幅度大小。 w yA. A.參數(shù)辨識(shí) 參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行試驗(yàn)以確定兩

6、個(gè)物塊、彈簧和阻尼值、電機(jī)強(qiáng)度的作用。首先，電機(jī)放置在一個(gè)厚的而且高度兼容的海綿中，使它從工作臺(tái)上孤立出來，近似成為一個(gè)自由的部署空間。通過觀察源頻率改變時(shí)的負(fù)載電壓，發(fā)現(xiàn)阻抗最大值出現(xiàn)在頻率為 時(shí)。諧振頻率是： HZ 60（1） . , / 1202 12 1m mm m m s r mk w rrr ? ? ? ? ?下一步，電機(jī)放置在實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)凳上，使 有效地連接到臺(tái)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(gè)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(gè)電機(jī)的質(zhì)量為 。假定懸掛的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，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(jì)算，來確定電機(jī)

8、強(qiáng)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(gè)零值，那么下面的大小關(guān) ) (S Fd ) (S Fc系會(huì)在高頻時(shí)保持。（4） ) ( ,2 1211 1m m dSmIAmSIA rw c