基于卡爾曼濾波的電液伺服振動臺加速度諧波辨識研究.pdf

1、電液伺服振動臺負(fù)載能力強(qiáng),能夠產(chǎn)生大激振力和大位移的振動,是用于進(jìn)行振動試驗(yàn)的一種重要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。深入研究電液伺服振動臺具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。本文針對振動臺正弦振動試驗(yàn)中導(dǎo)致加速度響應(yīng)信號出現(xiàn)失真現(xiàn)象的諧波成分,研究如何用卡爾曼濾波構(gòu)建辨識系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的辨識,為諧波消除提供諧波成分信息,從而降低響應(yīng)信號的波形畸變,提高響應(yīng)信號的復(fù)現(xiàn)精度。
　　分析振動臺的國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀和相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ谥C波辨識方法的研究成

2、果,發(fā)現(xiàn)諧波辨識的研究主要集中在電力系統(tǒng)領(lǐng)域,而針對電液伺服振動臺的諧波辨識則很少有人涉足。本文首先分析了電液伺服振動臺的動力機(jī)構(gòu)特性,設(shè)計(jì)了滿足系統(tǒng)頻寬要求的三狀態(tài)控制器。隨后用基于xPC Target搭建的雙機(jī)實(shí)時(shí)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了振動臺的正弦振動試驗(yàn),并獲取了試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。正弦振動試驗(yàn)的波形顯示出響應(yīng)信號的嚴(yán)重失真,本文用諧波總失真程度THD來衡量響應(yīng)信號波形的失真程度。
　　為了消除諧波成分,降低信號的失真度,需要將加速度響應(yīng)信

3、號中的諧波成分辨識出來。在分析了響應(yīng)信號頻譜特性的基礎(chǔ)上,假設(shè)無噪聲情況下的加速度響應(yīng)信號是各次諧波線性疊加的結(jié)果?；谶@樣的假設(shè),建立了加速度響應(yīng)信號的三種狀態(tài)空間模型。將這三種信號模型分別與標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波、廣義卡爾曼濾波和無味卡爾曼濾波做適當(dāng)?shù)慕M合,本文構(gòu)建出了四種加速度響應(yīng)信號諧波辨識系統(tǒng),并用這四種辨識系統(tǒng)對構(gòu)造的驗(yàn)證信號進(jìn)行辨識,驗(yàn)證了四個(gè)辨識系統(tǒng)的有效性。
　　之后本文用所建立的辨識系統(tǒng)對正弦振動試驗(yàn)中獲取的響應(yīng)信號數(shù)