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1、内燃机振动与控制学院：机电工程学院专业：车辆工程班级：Y110103学号：s20111023姓名：顾文领摘要:内燃机的振动是有害的,为了克服这类有害的振动,人们已经开始研究主动控制振动的途径。本文简述了现代控制理论在内燃机振动主动控制领域的应用现状,阐述了各种控制理论与内燃机振动系统的关系。本文以现代控制理论中有代表性的最优控制、自适应控制、鲁棒控制为重点分析了现代智能控制理论在振动系统控制中应用的可能性与发展,指出了内燃机振动主动控制领域今后一段时间内的研究重点与方向。关键词:内燃机振动主动控制现代控制理论现状与发展Abstract:
2、EnginevibrationisharmfulToavoidthiskindofvibration,peoplearelookingforthewaytocontrolthevibrationactively.Thispaperintroducestheapplicationstatusofmoderncontroltheoryonactivecontrolofenginevibration,andexpoundstherelationshipbetweenvariouscontroltheoriesandtheenginevibra
3、tionsystem.Takingoptimalcontroladaptivecontrolandrobustcontrolasrepresentativesofmoderncontroltheory,theprobabilityanddevelopmentofmoderncontroltheoryapplicationonvibrationsystemcontrolareanalyzed,andtheresearchemphasisanddirectionofactivecontrolofenginevibrationareputfo
4、rward.Keywords:Enginevibration,ActivecontrolModerncontroltheory,Statusanddevelopment引言内燃机的振动是有害的。对于有害的振动,人们总是在想方设法将其消减甚至消除。消减振动一般从两个方面着眼:一是耗散振动能,二是抑制激振力。耗能的方法有加装阻尼摩擦片、附带质量冲击块;抑制激振力的方法有提高系统刚度、加装动力减振器或是主动对振动系统施加同频反向的抑振力。通过控制系统对振动主体主动施加抑振力即振动的动态控制(也称有源控制、主动控制)。该控制系统一般由振动体(内
5、燃机振动系统如曲轴)、振动信息采集器(对于旋转振动系统多用涡流传感器和光电传感器,对于整机多用弹簧质量加速度传感器)、变送器、处理器、控制器、执行器、显示与调节器等部件组成。其中控制器是系统的核心,控制器的设计应依据振动体即被控对象的特性进行。本文将依据内燃机的振动的特性探讨控制器设计中运用的各种控制理论问题以及在振动动态控制上各种现代控制理论应用的可能性。众所周知,二十世纪是一个自动化控制技术飞速发展的时代;随着技术的发展,自动控制理论不断得到完善;技术的发展、理论的完善也使得各个领域中的控制方式得到丰富和健全。就内燃机的振动控制领域
6、而言,控制方式已由早期的运用经典控制理论的单输入单输出的PID调节方式(只适合设计简单的被动减振、隔振装置)发展到运用现代控制理论的最优控制(使用线性二次型LQ/线性高斯二次型LQG算法方式居多)、自适应控制(最小方差LMS算法最具代表性)。而运用智能控制理论中的鲁棒性控制(使用H-infinite控制律)、是振动噪声动态控制的主动控制理论现代研究的发展方向,包括理论分析、系统设计与仿真都有待于深入研究。由于内燃机的振动频率变化范围大、振动幅值高,而且内燃机工作环境极其恶劣,使得在内燃机上应用主动控制减振技术具有一定的难度和复杂性,因此
7、,振动的主动控制技术应用于内燃机的控制方面尚不多见。1控制理论的发展与内燃机振动的控制以传递函数为基础的经典控制理论是一种将控制系统的分析与设计建立在某种近似和试探的基础上的控制理论,控制对象一般是单输入单输出(SISO)系统、线性时不变系统(LTI);对多输入多输出(MIMO)系统、时变系统、非线性系统等,则无能为力。经典控制理论主要的分析方法有频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法等。控制策略仅局限于反馈控制、PID控制等。这种控制不能实现最优控制。人类利用控制技术已有相当漫长的历史,然而真正形成理论是在二十世
8、纪上半叶。随着5控制论6(W.R.Evans,1948年)与5工程控制论6(钱学森,1954年)两文的发表,社会与国民经济的各个领域都掀起应用自动控制技术的波澜,这也标志着经典控制理论的成熟。可是,正由于经
