[发明专利]振动控制装置及其控制方法

权利要求书

1.一种振动控制装置，其特征在于，包括：振动信号处理装置、单轴柔性铰链；所述单轴柔性铰链的上平面分别放置反振动装置、第一振动检测装置和第二振动检测装置；所述第一振动检测装置和所述第二振动检测装置分别与所述振动信号处理装置通过数据线连接，分别用于检测所述单轴柔性铰链的初始振动信号和残余振动信号；

所述振动信号处理装置用于根据所述残余振动信号计算出反振动信号，根据所述初始振动信号和所述反振动信号计算误差信号，且将所述反振动信号传送到所述反振动装置；

所述反振动信号的计算过程为：

S201、构建输入参考振动信号x(n)：

x(n)＝e(n)+s′(n)×y(n)

x(n)为系统输入参考振动信号；s'(n)为次级路径的估计；y(n)为次级路径的输出信号，e(n)为残余振动信号；

S202、同时计算自适应滤波器控制器和单神经元自适应PID控制器的输出值：

自适应滤波器控制器输出值的计算公式为：

其中，U₁(n)为自适应滤波器的输出值，m(n)为自适应滤波器的权值，δ为常数，为计算步长；

单神经元自适应PID控制器输出值的计算公式为：

w₁(n)＝w₁(n-1)+η_Iz(n)U₂(n)[e(n)+Δe(n)]

w₂(n)＝w₂(n-1)+η_Pz(n)U₂(n)[e(n)+Δe(n)]

w₃(n)＝w₃(n-1)+η_Dz(n)U₂(n)[e(n)+Δe(n)]

其中，U₂(n)为单神经元自适应PID控制器的输出值，w_i(n)为单神经元自适应PID控制器的权值，η_I、η_P、η_D分别为比例、积分、微分的学习速率，z(n)为性能指标；

S203、计算混合控制器的输出值：

y(n)＝U₁(n)+U₂(n)

S204、计算反振动信号：

y_s(n)＝y(n)×s(n)

其中，s(n)为次级通道函数；

所述反振动装置用于根据所述反振动信号对所述单轴柔性铰链产生控制力，使所述单轴柔性铰链减小振动幅度；

重复上述过程，直至所述误差信号为0时，所述振动控制装置停止工作。

2.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述反振动装置包括：促动器和信号放大器；所述促动器与所述信号放大器通过数据线连接，所述信号放大器接收所述振动信号处理装置发出的反振动信号，且将所述反振动信号放大后传送到所述促动器，所述促动器接收所述反振动信号后对所述单轴柔性铰链产生控制力。

3.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述第一振动检测装置和所述第二振动检测装置均包括位移传感器和电压放大器；所述位移传感器与所述电压放大器通过数据线进行连接；所述位移传感器将检测到的振动信号传送给所述电压放大器，所述电压放大器再将所述振动信号传送给所述振动信号处理装置。

4.根据权利要求3所述的振动控制装置，其特征在于，所述振动信号处理装置包括：DSP开发板，所述DSP开发板分别与所述第一振动检测装置、所述第二振动检测装置和所述反振动装置通过数据线连接，所述DSP开发板接收所述初始振动信号和所述残余振动信号后进行计算得出所述反振动信号和所述误差信号。

5.根据权利要求4所述的振动控制装置，其特征在于，将所述DSP开发板替换为数据采集卡和计算机；所述计算机分别与所述数据采集卡和所述反振动装置通过数据线连接，所述数据采集卡分别与所述第一振动检测装置、所述第二振动检测装置通过数据线连接，所述计算机根据所述数据采集卡接收的所述初始振动信号和所述残余振动信号进行计算得出所述反振动信号和所述误差信号。