[发明专利]基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法

权利要求书

1.一种基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)建立音圈式执行器的标称传递函数模型G_n(s)；

b)建立用以描述周期性负载扰动的等价谐振项的s域的第k阶的表示R_k(s)；

c)将等价谐振项的s域表示R_k(s)根据谐振阶数合并为集总等价谐振项的s域表示R_h(s)；

d)建立巴特沃兹低通滤波器的s域表示Q_but(s)；

e)建立周期扰动估计滤波器的s域表示Q_br(s)；

f)建立控制器的s域表示U(s)；

g)将控制器的s域表示U(s)转换为z域表示U(z)；

h)将离散化后的控制器U(z)部署在音圈式执行器的数字式控制器中。

2.根据权利要求1所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤a)中通过公式建立音圈式执行器的标称传递函数模型G_n(s)，式中K_s为音圈式执行器的力常数，L为音圈电感值，M为音圈式执行器的音圈、绕线框架及主轴的总质量，C为绕线框架与音圈式执行器的磁缸之间的阻尼系数，R为音圈电阻值，s为s域复变量，K为音圈式执行器内部定位板簧的弹性系数，将音圈式执行器的音圈两端点的电压值输入到标称传递函数模型G_n(s)中，输出得到音圈中心点相对音圈式执行器的磁缸的位移值。

3.根据权利要求2所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：音圈式执行器的力常数K_s为音圈式执行器推力输出与音圈电流的比例。

4.根据权利要求2所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤b)中通过公式计算得到等价谐振项的s域的第k阶的表示R_k(s)，式中s为s域复变量，a_k和b_k均为可调参数，k为谐波阶数，ω_k为音圈式执行器往复运动角频率。

5.根据权利要求4所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤c)中通过公式计算得到集总等价谐振项的s域表示R_h(s)，式中K_h为可调谐振阶数。

6.根据权利要求5所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤d)中通过公式计算得到巴特沃兹低通滤波器的s域表示Q_but(s)，式中ω_c为截止角频率，s为s域复变量，N为巴特沃兹低通滤波器的阶数，通过公式计算得到巴特沃兹低通滤波器的全复平面极点s_k，将全复平面极点s_k左右等分形成左半复平面极点及右半复平面极点，s_lk为左半复平面的第lk个极点，式中e为自然常数，j为s域的虚数单位。

7.根据权利要求6所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤e)中通过公式计算得到周期扰动估计滤波器的s域表示Q_br(s)。

8.根据权利要求1所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤f)中通过公式建立控制器的s域表示U(s)，式中K_p为可调比例参数，Y_r(s)为音圈中心点相对于磁缸的位置信号的期望值的s域表示，Y(s)为音圈中心点相对于磁缸的位置实际反馈信号的s域表示，K_i为可调积分参数项，K_dt为周期扰动补偿前置可调比例项，s为s域复变量。

9.根据权利要求7所述的基于等价谐振嵌入的音圈式执行器周期负载波动抑制方法，其特征在于：步骤g)包括如下步骤：

g-1)通过公式

建立音圈式执行器的标称传递函数模型G_n(z)，式中T为离散化采样时间，z为z域复变量；

g-2)通过公式

计算得到周期扰动估计滤波器的z域表示Q_br(z)；

g-3)通过公式建立控制器的z域表示U(z)，式中Y_r(z)为音圈中心点相对于磁缸的位置信号的期望值的z域表示，Y(z)为音圈中心点相对于磁缸的位置实际反馈信号的z域表示。