超磁致伸缩作动器的率相关振动控制实验研究.pdf

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1、振动与冲击第34卷第12期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVo1．34No．122015超磁致伸缩作动器的率相关振动控制实验研究郭咏新，张臻，王贞艳，周克敏，毛剑琴(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191；2．西南交通大学电气工程学院，成都610031；3．路易斯安那州立大学电气工程与计算机科学系，巴吞鲁日70803)摘要：以Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器(GiantMagnetostrictiveActuators，GMA)的率相关迟滞非线性进行建模，其中改进的

2、PI(ModifiedPrandtl-Ishlinskii，MPI)模型和外因输入自回归模型(AutoregressiveModelwithExogenousInput，ARX)分别表示模型的静态非线性部分和线性动态部分。在所建模型的基础上，提出了一种日鲁棒振动控制方法。GMA单自由度主动隔振平台的减振控制实验结果表明：日鲁棒振动控制方法可以在1个振动周期内，将频率范围为1～100Hz的振动衰减88％一92％；而基于双滤波器的自适应滤波x—LMS算法收敛时间近似于1S，在4O～100Hz的频率范围内可将振动衰减90％～9

3、2％，而在10～30Hz的频率范围内只能将振动衰减43％一74％。因此所提出的日鲁棒振动控制方法收敛速度更快，控制频带更宽，而且不需要对不同频率激励下的控制通道进行重复建模。关键词：超磁致伸缩作动器；率相关迟滞非线性；Hammerstein模型；振动控制；鲁棒控制；自适应滤波中图分类号：TP29文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．iVS．2015．12．010Experimentalinvestigationonrate-dependentvibrationcontrolofgiantmagnetost

4、rictiveactuatorsGUOYong—xin，ZHANGZhen，WANGZhen—yan，ZHOUKe—min'，MAOJian—qin(1．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；3．SchoolofElectric

5、alEngineeringandComputerScience，LouisianaStateUniversity，BatonRouge70803，USA)Abstract：TheHammersteinmodelwasusedtodescribetherate—dependenthysteresisnonlinearityofgiantmagnetostrictiveactuators(GMA)．AmodifiedPrandtl—Ishlinskii(MPI)modelandtheautoregressivemodelwi

6、thexogenousinput(ARX)representrespectivelythestaticnonlinearpartandthelineardynamicpartoftheHammersteinmode1．Basedontheproposedmodel，anewHrobustcontrolmethodwasproposedforvibrationcontro1．Theexperimentalresultsonaonedegree—of-freedomvibrationisolationplatformwith

7、aGMAdemonstratethattheHrobustcontrolmethodcanattenuate88％—。92％ofthevibrationcomingfromthebaseinthefrequencyrangeof1—。100Hzin1vibrationcycle，whilethedual—filter-basedadaptivefilterx—LMSalgorithmconvergestothesteadystateinabout1second，itcanattenuate90％～92％ofthevibr

8、ationinthefrequencyrangeof40～100Hz。butonly43％一74％inthefrequencyrangeof10～30Hz．HencetheproposedHrobustvibrationcontrolmethodhasawidercontrolbandandafasterconver