[发明专利]直升机机体振动多谐波多输入多输出前馈自适应控制方法

权利要求书

1.直升机机体振动多谐波多输入多输出前馈自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据直升机旋翼的通过频率，确定需控制的谐波阶数，由所述通过频率和所述谐波阶数共同设置谐波基函数向量；

S2、通过第一传感器采集旋翼传递到机体上的激励信号，通过第二传感器采集减振点处的误差响应信号，其中，所述第一传感器安装在机体和旋翼轴的连接处，所述第二传感器安装在所述减振点处，所述减振点根据减振需求设置在所述机体上；

S3、利用S2中采集到的所述激励信号和所述误差响应信号，通过谐波系数识别算法，得到激励谐波信号和误差响应谐波信号；

S4、利用S3中得到的所述激励谐波信号作为自适应滤波器的输入，以S3得到的所述误差响应谐波信号、所述激励谐波信号及控制通道频响函数估计值修正所述自适应滤波器的权系数，所述权系数乘以前L个激励谐波信号组成的向量，得到自适应滤波器的输出信号，其中，L为所述自适应滤波器的阶数；

S5、将S4中得到的所述自适应滤波器的输出信号经过模/数变换和功率放大器处理，作为作动器的输入驱动所述作动器产生作动力，所述作动力经过控制通道传递，在所述机体上产生作动响应；在所述作动器产生作动力的过程中，循环执行S2-S5的流程；

其中，所述S3中利用所述激励信号、所述误差响应信号、以及S1中的所述谐波基函数向量,采用最小均方误差算法识别每一采样时刻所述激励信号的正弦谐波系数、激励信号的余弦谐波系数和所述误差响应信号的正弦谐波系数、误差响应信号的余弦谐波系数,将所述激励信号的正弦谐波系数和所述激励信号的余弦谐波系数乘以所述谐波基函数向量，得到识别的所述激励谐波信号，将所述误差响应信号的正弦谐波系数和所述误差响应信号的余弦谐波系数乘以所述谐波基函数向量，得到识别的所述误差响应谐波信号；

其中，使用最小均方误差算法的所述激励谐波信号和所述误差响应谐波信号的识别具体步骤包括：

误差响应信号的正弦与余弦谐波系数公式为：

修正公式为:

式中，μ_i是参数识别收敛因子，0μ_i1，n表示第n个采样点、k表示第k个减振点，为第n个采样点误差响应信号的谐波系数估计值、ω_r为通过频率、和分别为误差响应信号第ω_r阶谐波的正弦和余弦系数，r＝1,2,3…R、z(n)是谐波基函数向量、e^(k)(n)为误差响应信号；

通过修正后的误差响应谐波系数和得到识别后的误差响应谐波信号：

其中f_s是采样频率；

激励信号谐波系数识别过程如下，修正公式为:

式中，μ_i是参数识别收敛因子，0μ_i1、i表示第i个激励作用点、为第n个采样周期激励信号的谐波系数估计值、ω_r是通过频率、x⁽ⁱ⁾(n)是激励信号；

和分别为激励信号第ω_r阶谐波的正弦和余弦系数，

通过修正后的激励信号谐波系数和得到识别后的激励谐波信号：

其中，是所述激励响应谐波信号，fs是采样频率，是所述激励信号的正弦谐波系数，是所述激励信号的余弦谐波系数。

2.根据权利要求1所述的直升机机体振动多谐波多输入多输出前馈自适应控制方法，其特征在于，所述S4包括：

S41、根据S3得到的识别的所述激励谐波信号和所述误差响应谐波信号、所述控制通道频响函数估计值，采用梯度下降法，修正上一时刻所述自适应滤波器的权系数，得到当前时刻的自适应滤波器的权系数。

3.根据权利要求2所述的直升机机体振动多谐波多输入多输出前馈自适应控制方法，其特征在于，还包括：

S42、根据S41中所述当前时刻自适应滤波器权系数和前L个时刻的所述激励谐波信号组成的向量，得到当前时刻所述自适应滤波器的输出信号,L为所述自适应滤波器的阶数。