陷波器在导引头伺服系统中的应用

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50Hz陷波器在线阵CCD数据采集系统中的应用

50Hz陷波器在线阵CCD数据采集系统中的应用刘元法,许安玲,刘勇(山东科技大学信息与电气工程学院,山东青岛266510)摘要:在路径识别系统中,使用CCD图像传感器采集路面信息,可获得路面参数,进而使模型车按照路径导引线以最优控制策略行驶。

但在灯光照射下,C CD数据采集系统中含有50Hz的工频干扰,使系统不能正常工作。

传统的抑制50Hz工频干扰的方法虽然可以抑制,但其成本过高且通用性较差。

所设计的50Hz陷波器电路简单,级联方便,通用性好,且能最大程度地抑制50Hz 工频干扰。

经实验证明,该系统性能良好,在不同的光照条件下或有一定噪声干扰的条件下,CCD 可输出稳定的视频信号,模型车可根据其提供的路面信息状况,稳定快速地行驶。

关键词:CCD;数据采集;陷波器中图分类号:TM93512文献标志码:A文章编号:1003-0794(2008)05-0179-02 Application of Trap Filter of50Hz in Linear CCD DataAcquisition SystemLIU Yuan-fa,XU An-ling,LIU Yong(College of Information and Electrical Engineering,Shand ong University of Science and T echnology,Qingdao266510,China) Abstract:In the road recognition syste m,it employs the linear CCD acquiring road image information.After processing,the car obtains the road parameters to choose the optimum c ontrol strategy.But under the light i-l lumination,there is po wer interference of50Hz in the CCD data acquisition system.Though traditional meth-ods can eliminate it.They have many dra wbacks such as high cost and low currency at all time.The system designs the trap filter of50Hz with simple circuit structure,convenient coupling and upper reliability.I t can suppress the power interference of50Hz greatly.After repetitious experimentation prove the system perfor-mance is good.Even though there existing strong disturb,the CCD can output video signal stability.With the road parameters offered by the CC D,the car can work well.Key words:linear CCD;data acquisition;trap filter0引言在智能车路径识别中,采用CCD图像传感器能够获得较多的路径信息,且其前瞻性好,能提前感知前方路径的变化情况,为系统提供可靠的信息。

气动伺服弹性系统的自适应陷波器算法设计

航空科学技术
Aeronautical Science & Technology
Mar. 25 2020 Vol. 31 No.03 73-78
气动伺服弹性系统的自适应陷波器算法设计
王雨 1，崔茅 1，张公平 2，3，唐炜 1，*
1. 西北工业大学，陕西西安 710129 2. 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009 3. 航空制导武器航空科技重点实验室，河南洛阳 471009
本文利用最小均方（least Mean Square, LMS）算法对测量反馈信号进行迭代运算，实时估计弹性振动频率，并将此
收稿日期：2019-09-05；退修日期：2019-10-21；录用日期：2019-12-25 基金项目：航空科学基金（20170153002）；国家自然科学基金（61573289）；陕西省自然科学基础研究计划（2019JM-042） *通信作者：Tel.：029-88431365 E-mail：tangwei@ 引用格式：Wang Yu，Cui Mao，Zhang Gongping，et al. Adaptive notch filter design approach for aeroservoelastic system［J］. Aeronautical
针对这一问题，George[4]将导弹的弹性模态看作一种未建模不确定性来设计鲁棒控制器，实现对弹性信号抗扰动的姿态控制。然而鲁棒控制器设计过程较为复杂，控制器阶次一般较高，且控制性能对模型具有一定的依赖性。朱
敬举等[5]的研究表明，使用二阶固定极点式陷波器可以有效消除导弹固定频率的弹性振动信号对控制回路的影响。然而，我们知道在导弹的飞行过程中，随着其所携带的燃料的不断燃烧，弹体的整体质量和刚度分布将不断降低，造成弹性振动频率不断下降，传统的固定极点式陷波滤波器无法满足在导弹的整个飞行过程中对弹性振动信号进行滤除。因此，迫切需要设计一种陷波中心频率能够随振动频率实时改变的自适应陷波器，对飞行中导弹的振动信号进行滤除，以保证控制系统的准确性和稳定性。 Choongseok[6]基于 Guass-Newton 算法对运载火箭的多阶弹性模态进行估计，取得了理想的效果，但这种方法只适用于模态频率变化缓慢的情况。陈光山等[7]利用消除记忆最小二乘法在线辨识弹性模态频率，实现了对弹性振动信号的自适应滤波，但该方法对弹性振动频率的辨识精度不高，不利于陷波器的设计。

50Hz陷波器在脑电数据采集系统中的应用

2005年8月重庆大学学报(自然科学版)Aug.2005　第28卷第8期Journal of Chongqing University(Nɑt urɑl Science Edition)Vol.28　No.8 文章编号:1000-582X(2005)08-0025-0350Hz陷波器在脑电数据采集系统中的应用3石　坚,杨永明(重庆大学电气工程学院,重庆　400030)摘　要:脑电数据采集系统中消除50Hz的工频干扰历来是一个技术难题.传统的抑制50Hz工频干扰的方法虽然也能取得一定的效果,但总存在着成本过高和通用性差等缺点,50Hz陷波器的使用可根本解决这个问题.经过反复试验,证实压控电压源(VCVS)陷波器不仅可最大程度地抑制50Hz工频干扰,而且电路的结构简单、级联方便,具有较高的可靠性.并提供了VCVS陷波器在强干扰环境下采集到的脑电波,波形清晰干净.由于50Hz工频干扰几乎存在于所有数据采集系统中,因此这种陷波器具有较强的通用性,可望在其它生物电信号测量的医学仪器及工业测控系统中得到广泛应用.关键词:数据采集系统;脑电波;工频干扰;陷波器中图分类号:TM935.2文献标识码:A 脑电信号频率在0.1～100Hz,其幅值为2～200μV[1].脑电数据采集系统就是将人体脑部自发生物电信号通过脑电极提取出来,再经信号调理、采样、量化、编码、传输,最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程.由于脑电数据采集系统的检测系统是复杂的人体,所以相比一般的数据采集系统复杂,有其特殊性[2].脑电数据采集系统一般处于含有大量电器设备的环境,这些设备周围空间的电磁场频率主要是50Hz .由于工频50Hz干扰落在脑电信号的频带范围之内,而人体本身属于电的良导体,“目标”大,通过脑电检测装置导联线及人体自身的分布电容,电磁干扰尤其是50Hz工频干扰极易引入人体.一般地,脑电信号的输入信噪比在0.0001以下,有用信号几乎完全淹没在噪声中.在脑电采集系统中,限制干扰和噪声比放大信号更有意义[3].脑电数据采集系统的前置级放大电路是其核心部分,普遍采用仪表放大器或三运放构成的差动放大电路,该电路对呈现在输入端的共模干扰具有较强的抑制能力,能有效地改善信噪比,但是由于电路的输入端不仅存在共模干扰,还存在着空间电磁场引起的差模干扰以及因为测量电路不对称而由共模干扰转化而来的差模干扰,这些干扰主要以50Hz的工频干扰出现[4].通过对国内外现有脑电检测系统的调查,传统的抗干扰措施是切断干扰源,开辟专用的具有屏蔽作用的脑电检测室或采取各种屏蔽措施.研究者也侧重于在前置级电路的设计中提高水平,比如采用隔离放大器或提高外电路电阻电容的精度以改进电路对称性,另外采取浮地跟踪电路.这些措施在一定程度上是可以提高电路的抗干扰性能的.但在实际的检测中,开辟专用的脑电检测室降低了脑电采集系统的通用性,隔离放大器的成本过于昂贵,而提高器件的精度并不能有效解决问题,因为器件无法做到绝对对称,实际检测也发现,这种抑制干扰的措施收效甚微.浮地跟踪的抗干扰措施主要用于单通道脑电采集,无法使用于多通道的脑电数据采集系统.部分国内外的脑电图机为了很好地解决这个问题,往往采用30Hz的低通滤波,这种处理方法使电路得到简化,可以在一定程度上减少50Hz的工频干扰,但缺点是会使30～100Hz目前尚未认识到但实际可能存在的脑电信号无法检测到,而且为使50Hz干扰衰减足够倍数,必须提高低通滤波器的阶数,从而使电路变得复杂.50Hz陷波器可通过模拟和数字的2种方式实现,在脑电数据采集系统中所使用的是模拟陷波器,实质上就是带阻滤波电路,是一种特殊的有源RC滤波3收稿日期:2005-04-17作者简介:石坚(1974-),男,四川射洪人,重庆大学硕士研究生,从事生物电测量仪器及生物电信号数字处理的研究.器,用在前置级电路之后的信号调理电路中,这种方式能有效抑制从前置端输入的差模干扰.国内外部分脑电图机采用了50Hz 模拟陷波器,但效果不甚理想,因为陷波器的使用不当会导致有用的脑电信号畸变,脑电波的快波失真,现在研究者多将目光转向数字陷波器的设计,数字陷波器确有其独特优势,但缺点是对控制器的运算速度要求很高,而且系统速度要求也很高,实时性不如模拟陷波器,电路结构也远比模拟陷波器复杂.笔者将本研究所50Hz 模拟陷波器在脑电采集系统中的应用作一介绍[5].1　VCVS 陷波器的电路分析VCVS 陷波器又叫压控电压源陷波器.通常说的50Hz 工频干扰实际上频率并不仅仅是50Hz ,50Hz的整数倍谐波频率的干扰也不能忽视,其幅值比50Hz 的干扰小.另外,50Hz 工频干扰漂移的存在使得包括这个范围的频率都应该视为工频干扰.对于谐波的干扰可通过低通滤波器去掉,而要去掉49.5～50.5Hz 的干扰则需要设计出性能好的陷波器.下面给出笔者在脑电测试中所使用的一种陷波器———VCVS 带阻滤波器[6].电路图如图1所示.图1　50Hz VCVS 陷波器电路图这是一种典型的二阶有源带阻滤波器,其传递函数为:A (s )=1+(sCR )21+2(2-A v )sCR +(sCR )2,中心频率为:ω0=2πf 0=1R C,阻带宽度:B W =ωH -ωL=2(2-A v )ω0,品质因数:Q =f 0Δf =12(2-A v ),式中:A v 为放大增益.这个电路的特点是所用器件少,调试方便.如果陷波深度不够,可采取级联方式提高干扰抑制能力.为验证该电路的陷波能力,利用信号发处理器产生一个50Hz 正弦波,通过该VCVS 陷波器后在示波器上可观察到该正弦波已衰减为一条直线,根据示波器提供的输入输出幅值,可计算出衰减倍数约为10倍(见图2).图2　VCVS 陷波器50Hz 正弦波输入输出波形图2　VCVS 陷波器在脑电数据采集系统中的应用上面提到的VCVS 陷波器虽然陷波深度也不高,但由于电路本身结构简单,多次级联后可明显改善陷波效果,实际应用中可以验证这一点.所以本研究所综合各种情况,在系统设计中优先采用了这种陷波器.对于VCVS 陷波器在脑电采集系统的调理电路中的联结情况可见图3.图3　脑电数据采集系统框图图4-5给出了脑电数据采集系统中去掉VCVS陷波器所采集的原始脑电信号和经过VCVS 陷波器滤波后得到的脑电信号波形图,经过对比可以看出,经过陷波后的脑电信号非常清晰,证明这种陷波器达到了非常好的效果.图4　原始脑电信号波形图图5　利用VCVS 陷波器滤波后脑电信号波形图62重庆大学学报(自然科学版) 2005年3　结　论在脑电数据采集系统中,50Hz 模拟陷波器的应用使脑电波在强干扰环境下的采集变得简便可靠,在本研究所的实际应用中也获得了比较好的效果.就整个系统而言,作为系统核心部分的前置级放大电路依然起着非常关键的作用,从前置级放大电路输出的信号中干扰越小,后级获得的有用信号也就越好,所以在设计中,必须从总体上综合考虑电路的各个组成部分,使其协调配合,此时陷波器的使用才能使系统的采集效果达到最佳.参考文献:[1]　余学飞.医学电子仪器原理与设计[M ].广州:华南理工大学出版社,2000.[2]　赵新民,王祁.智能仪器设计基础[M ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001.[3]　肖忠祥,孟开元.数据采集原理[M ].西安:西北工业大学出版社,2001.[4]　赵负图.信号采集与处理集成电路手册[M ].北京:化学工业出版社,2002.[5]　陆坤.电子设计技术[M ].成都:电子科技大学出版社,1997.[6]　约翰逊D E.有源滤波器精确设计手册[M ].北京:电子工业出版社,1984.Application of T rap Filter of 50H z in B rain w ave Data Acquisition SystemSHI Jian ,Y ANG Y ong 2ming(College of Electrical Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400030,China )Abstract :It ’s always difficult in technology to eliminate power interference of 50Hz in Brainwave Data Acquisi 2tion System .Though t raditional ways to eliminate it can also gain some effect s ,t hey have drawbacks such as high co st and low currency at all time.The use of t rap filter of 50Hz may solve t he question radically.Through t he aut hors ’repetitious experimentation ,it is proved t hat t rap filter of VCVS not only eliminate power interference of 50Hz fart hest but also have merit s of simple circuit st ruct ure ,convenient coupling and upper re 2liability.The aut hors offer collected brainwave in st rong power interference environment.It may be seen t hat it is very clear and clean.Because power interference of 50Hz exist s in almost all Data Acquisition System ,t his type of t rap filter po ssesses better currency ,it is expected to win extensive application in medical apparat us of measurement of ot her biological elect ricity signals and indust rial observation and cont rol system.K ey w ords :Data Acquisition System ;brain wave ;power interference ;trap filter(编辑　李胜春)72第28卷第8期石　坚,等:　50Hz 陷波器在脑电数据采集系统中的应用。

一种弹性伺服稳定性的解决方法

一种弹性伺服稳定性的解决方法摘要：导弹在高空、低速等小动压条件下飞行时，经常会出现弹性伺服振荡问题，然而整弹由多个单机组成，飞行动力学特性和结构模态参数变化范围很大，难以在设计初期精确建模解决。

本文基于整弹模态试验数据，提出了一种在舵机系统中采用结构滤波器解决弹性伺服稳定性方法，并通过系统验证，措施有效。

关键词：舵机；弹性伺服稳定性；滤波器1 概述随着导弹飞行速度越来越快，在过载突变等不可预期的激励下气动弹性问题越来越突出，弹性振动信号进入控制回路，导致系统的控制信号存在附加输出，舵机响应后进一步影响弹体气动及弹性振动，最终导致控制品质下降或系统持续振荡，严重时会造成弹体飞行失稳或结构损坏。

虽然，在弹体设计阶段会针对弹性伺服稳定性问题进行建模优化设计，但是，导弹的飞行环境和结构动力学随飞行高度、速度、质量、热效应影响，参数离散性大，且存在间隙、接触刚度、摩擦等非线性因素，导致整弹模态试验不尽如人意，真实弹体的弹性效应依然存在。

如果仅通过研制高刚度、无空回、高精度、小惯量的传动机构来解决，必然造成成本高，周期长，难度大。

某弹为十字舵，在进行全弹模态试验，发现2发产品均存在舵面一阶弯曲模态与舵面相耦合的情况，即存在伺服弹性问题。

为了抑制弹性振荡，本文提出了一种结构滤波器的设计方法，利用模态试验数据，在舵机控制回路设计以整弹结构模态数据为中心频率的数字滤波器进行抑制，该方法简单有效，推广应用至其它型号。

2 结构滤波器设计根据模态试验数据设计滤波器，本文选用典型的2阶Butterworth滤波器，具体设计如下：Fs：1428Hz（对应控制周期700us）Fcl=42Hz，Fc2=150Hz数字滤波器模型如下：其中，均为归一化后的滤波器参数，参数设计如下：为控制量，分别当前控制周期、上一周期、上上一周期计算的控制量；为控制量滤波器后的值，分别为当前控制周期、上一周期、上上一周期控制量滤波值。

对滤波器进行频率特性分析，滤波器频率响应见图1所示，图1滤波器频率响应图3 舵机系统仿真及验证将设计好的滤波器采用串联模式带入舵机系统仿真模型中，模型见下图2所示。

自抗扰算法在导引头光电稳瞄系统中的应用雷海丽

自抗扰算法在导引头光电稳瞄系统中的应用雷海丽发布时间：2021-08-10T03:26:58.843Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：雷海丽宋亚民严宁乔志峰[导读] 自抗扰控制算法能实时估计并补偿伺服系统在运行过程中受到的各种外界干扰和内部干扰，解决了现代控制理论中依赖数学模型的问题。

将其应用到导引头的伺服控制中，可以解决导引头建模不确定性、探测器输出及传感器测量噪声多方面误差因素的影响，提高导引头的伺服性能，增强对外界扰动的隔离性能。

雷海丽宋亚民严宁乔志峰西安应用光学研究所陕西西安 710065摘要：自抗扰控制算法能实时估计并补偿伺服系统在运行过程中受到的各种外界干扰和内部干扰，解决了现代控制理论中依赖数学模型的问题。

关键词：自抗扰；隔离度；伺服性能引言：导引头是精确制导武器的核心部件，其伺服机构是实现视轴稳定和目标跟踪的执行装置，其性能直接影响导引头的制导精度。

作为复杂的光、机电一体化装置，导引头伺服机构的研制涉及光学工程、惯性技术、机械工程及控制工程等多个学科领域，其控制性能受到陀螺随机误差、模型不确定性、干扰力矩、跟踪器滞后及多采样率等多方面误差因素的影响。

现有的伺服机构研制大都将其作为一个独立的机电装置，很少从整个制导系统的角度去进行研究，所采用的测控方法多为经典的信号处理与控制方法。

随着精确制导武器装备的发展，对导引头伺服机构的性能要求越来越高，稳定跟踪精度指标不断提高，采用传统的设计方法尤其是经典测控方法己很难实现这一目标，应用现代先进测控理论与技术来提高机构的控制性能显得尤为迫切。

1. ADRC控制系统概述现代控制理论提出了许多控制算法，但这些算法大多以精准的数学模型为前提，而在工程实际中要得到控制系统准确的数学模型，几乎是不可能的，这成为了现代控制论应用的一大瓶颈。

陷波器对DLL的影响及其改进方法研究

陷波器对DLL的影响及其改进方法研究
谭维凤;冯立强;王兵
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2010(031)003
【摘要】陷波器被广泛应用于直接序列扩谱系统中滤除存在于系统工作频段内的干扰,分析了陷波器对伪码跟踪环路的影响.针对陷波器引起的信号时延和畸变问题,提出对本地产生的伪码也进行相应的陷波处理的方法来增加其与接收信号的相关性,同时针对信号畸变导致的能量差值波动大的问题,提出增加能量积分时间的方法.在systemvue2006环境下对提出的方法进行仿真验证,仿真结果表明这两种方法可以有效地削弱陷波器对伪码跟踪环路的影响.
【总页数】6页(P811-816)
【作者】谭维凤;冯立强;王兵
【作者单位】中国航天科技集团公司第五研究院五0三研究所,北京 100086;中国航天科技集团公司第五研究院五0三研究所,北京 100086;中国航天科技集团公司第五研究院五0三研究所,北京 100086
【正文语种】中文
【中图分类】V443
【相关文献】
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4.近Nyquist频率情况下的数字化陷波器设计方法研究 [J], 赵艳辉;张拥军;李海峰;赵霞
5.近Nyquist频率情况下的数字化陷波器设计方法研究 [J], 赵艳辉;张拥军;李海峰;赵霞
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基于陷波器参数自调整的伺服系统谐振抑制

中图分类号：ＴＰ２３文献标识码：Ａ
ＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍ
ＢａｓｅｄｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒＳｅｌｆ —ａｄｊｕｓｔｉｎｇＮｏｔｃｈＦｉｌｔｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｋｏｆＰＭＳＭｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆ２－ｍａｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ。ａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ１ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＳｉｍ－ｕｌｉｎｋ．ＩｎｏｒｄｅｒｔＯｓｕｐ —
第３２卷第４期
２０１３年ｌ２月
计算
技
术
与自动化
Ｖ０Ｉ＿３２，ＮＯ．４
Ｄｅｃ．２０１３
ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ
ｐｒｅｓｓｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ａｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｆ — ａｄｊｕｓｔｉｎｇｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｓｏｎａｎｃｅａｎｄ

基于自适应陷波器的伺服系统谐振抑制

第１期２０１９年１月组合机床与自动化加工技术ＭｏｄｕｌａｒＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏ.１Ｊａｎ.２０１９文章编号:１００１－２２６５(２０１９)０１－００６８－０４㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１３４６２/ｊ.ｃｎｋｉ.ｍｍｔａｍｔ.２０１９.０１.０１９收稿日期:２０１８－０２－２５ꎻ修回日期:２０１８－０３－２３㊀∗基金项目:国家科技重大专项项目:高档数控机床在梁框肋等典型飞机结构件制造领域的综合示范应用(２０１７ＺＸ０４００１００１)作者简介:王昱忠(１９９１ )ꎬ男ꎬ甘肃白银人ꎬ中国科学院大学㊁中国科学院沈阳计算技术研究所硕士研究生ꎬ研究方向为伺服控制ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)１９８６４１２９０２＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ基于自适应陷波器的伺服系统谐振抑制∗王昱忠１ꎬ２ꎬ何㊀平２ꎬ３ꎬ王志成２ꎬ３ꎬ韩㊀旭３(１.中国科学院大学ꎬ北京㊀１０００４９ꎻ２.中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心ꎬ沈阳㊀１１０１６８ꎻ３.沈阳高精数控智能技术股份有限公司ꎬ沈阳㊀１１０１６８)摘要:为了提高伺服系统的性能ꎬ需对伺服系统中机械传动装置刚度有限所引发的机械谐振问题进行研究ꎮ文章提出了基于改进的ＦＦＴ在线频率检测法结合陷波滤波器的自适应谐振抑制策略ꎮ通过提取旋转因子的公因子来减少内存的读取次数ꎬ进而提高ＦＦＴ的频域分析速率ꎮ利用改进的ＦＦＴ分析伺服系统中电机的转速误差信号ꎬ提取谐振频率信息ꎻ又设计了一种获取陷波器宽度㊁深度参数的方法ꎮ利用得到的陷波频率㊁宽度㊁深度参数设计陷波滤波器来达到谐振抑制的目的ꎮ最后通过实验得出ꎬ该方案能有效抑制伺服系统的机械谐振ꎮ关键词:伺服系统ꎻ机械谐振ꎻ改进的ＦＦＴꎻ陷波滤波器中图分类号:ＴＨ１６６ꎻＴＧ６５９㊀㊀㊀文献标识码:ＡＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍＲｅｓｏｎａｎｃｅＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡｄａｐｔｉｖｅＮｏｔｃｈＦｉｌｔｅｒＷＡＮＧＹｕ￣ｚｈｏｎｇ１ꎬ２ꎬＨＥＰｉｎｇ２ꎬ３ꎬＷＡＮＧＺｈｉ￣ｃｈｅｎｇ２ꎬ３ꎬＨＡＮＸｕ３(１.ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００４９ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＨｉｇｈ￣ｅｎｄＣＮＣꎬＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＳｈｅ￣ｎｙａｎｇ１１０１６８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｍｕｓｔｂｅｓｔｕｄｉｅｄ.Ｔｈｉｓｐａ￣ｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎａｄａｐｔｉｖｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＦＦＴｏｎｌｉｎｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｔｅｃ￣ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒ.ＢｙｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｏｎｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｔｗｉｄｄｌｅｆａｃｔｏｒｓꎬｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｅｍｏｒｙｒｅａｄｓｉｓｒｅｄｕｃｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎａｎａｌｙｓｉｓｒａｔｅｏｆｔｈｅＦＦＴｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ.ＴｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＦＦＴｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｐｅｅｄｅｒｒｏｒｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｉｎｔｈｅｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍꎬａｎｄｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄ.Ａｍｅｔｈｏｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｎｏｔｃｈｗｉｄｔｈａｎｄｄｅｐｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｄｅ￣ｓｉｇｎｅｄ.Ｕｓｉｎｇｔｈｅｎｏｔｃｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙꎬｗｉｄｔｈꎬａｎｄｄｅｐｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｂｔａｉｎｅｄꎬａｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａ￣ｃｈｉｅｖｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓꎬｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｍｅ￣ｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅꎻｉｍｐｒｏｖｅｄＦＦＴꎻｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒ０㊀引言在工业控制伺服系统中ꎬ电机与负载之间一般都是由齿轮㊁传动轴或者联轴器等传动装置进行连接ꎬ由于传动装置并不是完全刚性的ꎬ因此电机和负载之间存在柔性传动ꎮ柔性传动会引发机械谐振ꎮ针对谐振的抑制问题ꎬ学者们已经提出了许多相应的解决办法ꎮ传统的ＰＩＤ[１]法其参数整定繁琐ꎬ且自适应较差ꎮ利用观测器[２￣３]来抑制谐振的方法ꎬ其参数是通过离线调节获取的ꎬ不适合在线谐振抑制ꎮ陷波滤波法[４￣６]需要高效的谐振频谱辨识方法来准确辨识谐振频率ꎬ传统的ＦＦＴ不能满足需求ꎮ文献[７￣８]采用自适应陷波滤波器设计方案ꎬ该方案能够辨识伺服系统的谐振中心频率ꎬ并以此频率来调整设计陷波滤波器ꎬ但其也有辨识速度慢的问题ꎮ先进控制算法的应用包括滑膜变结构控制[９]㊁Ｈɕ[１０]控制ꎮ高级算法运算复杂㊁计算量大ꎬ在当前伺服驱动系统中受硬件条件的影响难以真正推广使用ꎮ本文提出了一种基于改进的ＦＦＴ在线频率检测法结合陷波滤波器的自适应谐振抑制策略ꎮ通过提取旋转因子的公因子来减少内存的读取次数ꎬ进而提高ＦＦＴ的频域分析速率ꎮ并且设计了一种获取陷波器宽度㊁深度参数的方法ꎮ利用得到的陷波频率㊁宽度㊁深度参数设计陷波滤波器ꎮ具有陷波深度的三参数陷波滤波器弥补了传统二参数陷波滤波器的不足ꎬ提高了陷波滤波的性能及精确度ꎮ１㊀机械共振产生的机理分析在伺服电机驱动负载运行的过程中ꎬ电机与负载可以被简化为一个二惯量系统模型ꎬ二惯性系统模型通常都会发生机械谐振现象ꎮ二惯量系统模型如图１所示ꎮ图１㊀二惯量系统模型在图１中ꎬＪｍ㊁Ｊｌ㊁Ｔｍ㊁Ｔｌ㊁Ｋｓ分别为伺服电机的惯性矩㊁负载端的惯性矩㊁电机转矩㊁扰动转矩和传动轴的弹性系数ꎮωｍ㊁θｍ和ωｌ㊁θｌ分别为电机和负载的转速和旋转角度ꎮ当伺服系统的传动装置发生扭转形变时其轴端将产生转矩Ｔｗꎮ建立如下方程:Ｊｍθｍｓ２＝Ｔｍ－ＴｗＪｌθｌｓ２＝Ｔｗ－ＴｌＴｗ＝Ｋｓ(θｍ－θｌ)ωｍ＝θｍｓωｌ＝θｌｓìîíïïïïï(１)由式(１)可以推导出电机转矩与电机转速之间的传递函数关系ꎬ具体表示为式(２):ωｍＴｍ＝１Ｊｍ(ｓ２＋１ＪｌＫｓ)ｓ３＋(Ｊｍ＋Ｊｌ)ＪｍＪｌＫｓｓ(２)由式(２)推导出式(３):ωｎ＝ＫｓＪｍ＋ＪｌＪｍＪｌωａ＝ＫｓＪｌìîíïïïï(３)从式(３)可知ꎬ伺服系统中引入了谐振频率点ωｎ和反谐振频率点ωａꎮ谐振频率点的存在使得伺服系统在该频率下的响应会变得比较强烈ꎬ这就会形成机械谐振现象ꎮ２㊀谐振频率的在线检测由于伺服系统发生机械谐振会引发电机转速及转矩的振荡ꎮ因此对转速误差进行改进的ＦＦＴ分析能直接反应系统中存在的机械谐振现象ꎮ谐振的在线检测框图如图２所示ꎮ图２㊀谐振在线检测框图２.１㊀频谱分析算法ＦＦＴ在实际的数字控制系统中ꎬ对连续的转速误差信号进行离散化采样ꎬ采样结果的长度为Ｎ的非周期序列ꎬ用ＦＦＴ法进行频谱分析ꎮ其主要包括蝶形运算与码位倒读两部分ꎮ对常规的ＦＦＴ算法而言ꎬ每完成一次蝶形运算都需要下载相应的旋转因子ꎮ对一个ｓ＝ｌｏｇＮ２级蝶形运算来说ꎬ每一级有Ｎ/２个蝶形ꎬ若要完成整个运算ꎬ就需要下载ｓˑＮ/２次旋转因子ꎮ当每次读取旋转因子ꎬ或者在运算中直接生成旋转因子ꎬ都需要耗费一定的时钟周期ꎬ当然这里面有大量的旋转因子是相同的ꎬ比如Ｗ０Ｎ等ꎬ那么在实际运算过程中ꎬ若下载这类旋转因子就会出现冗余现象ꎮ如果运用改进的ＦＦＴ[１１]算法ꎬ就可以通过提取旋转因子的公因子ꎬ只用同一个旋转因子来计算同一级运算中的两个不同的蝶形单元ꎬ并且通过同时计算不同级的蝶形单元中的相同旋转因子的方法来进一步减少内存的读取次数ꎬ从而提高了ＦＦＴ的分析速度ꎮ２.２㊀谐振频率提取算法的设计对电机转速误差信号经过改进的ＦＦＴ变换后ꎬ其结果数据以复数Ｒ(ｎ)＝ａ＋ｂｉ形式存储在缓冲器中ꎮ分析ＦＦＴ运算结果ꎬ设计算法来提取谐振频率ꎮ首先计算出Ｒ(ｎ)频率的幅值｜Ｒ(ｎ)｜ꎬ若｜Ｒ(ｎ)｜值大于阈值Ｈｓｅｔꎬ则视该值为有效幅值ꎬ否则视为无效的噪声ꎮ如果｜Ｒ(ｎ－１)｜满足如下条件:｜Ｒ(ｎ)｜>｜Ｒ(ｎ－１)｜ꎻ｜Ｒ(ｎ)｜>｜Ｒ(ｎ＋１)｜和｜Ｒ(ｎ)｜>Ｔｅｍｐꎬ就将｜Ｒ(ｎ)｜的值存储在临时数据寄存器Ｔｅｍｐ中ꎬ就进入下一次循环ꎬ直到ｎ＝Ｎ退出循环为止ꎬ算法结束ꎮ此时ꎬＴｅｍｐ中存储Ｒ(ｎ)和对应的点数ｎꎮ其流程框图如图３所示ꎮ图３㊀频率提取算法流程图若采样频率为ｆｓꎬ采样点数为Ｎꎬ从而得出谐振频率为:ｆ＝(ｎ－１)ˑｆｓ/Ｎꎮ３㊀陷波滤波器的设计３.１㊀陷波滤波器特性分析传统的陷波滤波器传递函数如式(４)所示:Ｇ(ｓ)＝ｓ２＋ω２ｎｓ２＋２ｋωｎｓ＋ω２ｎ(４)在此二阶陷波滤波器传递函数中ꎬωｎ为陷波作用频率点ꎬ合理的设计即可消除伺服系统的谐振峰值ꎻ同时还可以通过调节参数ｋ来调整陷波滤波器的陷波带宽ꎻ但是不能调节陷波的深度ꎮ为了能准确方便地对９６２０１９年１月㊀㊀王昱忠ꎬ等:基于自适应陷波器的伺服系统谐振抑制陷波滤波器的中心频率㊁陷波带宽及陷波深度进行调节ꎬ本文将选择运用改进型的双Ｔ陷波滤波器来进行谐振抑制ꎮ其传递函数如公式(５)所示:Ｇ(ｓ)＝ｓ２＋ｋ１ωｎｓ＋ω２ｎｓ２＋ｋ２ωｎｓ＋ω２ｎ(５)该陷波滤波器的幅频响应特性如图４所示ꎬ陷波滤波器在谐振频率ωｎ处的幅值增益ＡＧ和带宽Ｂω分别为:ＡＧ＝｜Ｇ(ｊωｎ)｜＝(ｋ１ωｎｊωｎｋ２ωｎｊωｎ)２＝ｋ１ｋ２(６)Ｂω＝ｋ２２－２ｋ２１ωｎ(７)图４㊀陷波滤波器的幅频响应３.２㊀陷波滤波器的参数确定采用陷波滤波器ꎬ通过适当调整滤波器参数ꎬ可以有效地抑制机械振动ꎬ包括谐振频率ꎬ幅值和带宽ꎮ所以要确定陷波器的３个参数ωｎ㊁ｋ１㊁ｋ２是谐振抑制模块的一个重要任务ꎮ通过图５进行分析设置ꎮ图５㊀ＦＦＴ频谱分析曲线(１)陷波滤波器的谐振频率很容易确定ꎬ它只是对应于ＦＦＴ分析曲线最高点的频率ꎮ前面谐振的在线检测已经得出ꎬ可以表示为如下:ｆ＝ωｎ(８)(２)在所设计的陷波滤波器的作用下ꎬ幅值应衰减到给定的阈值ꎮ假设阈值为Ｈｓｅｔꎬ其中Ｈｓｅｔ<Ｈｍａｘꎬ则水平阈值线将与谐振频率两侧的ＦＦＴ曲线相交ꎬ交点对应的两个频率分别表示为ω１和ω２ꎮ陷波滤波器带宽由以下原则确定:为了确保陷波滤波器能够有效地抑制机械振动ꎬ可以将其带宽设为ωｎ－ω１和ω２－ωｎ的最大值的２倍如下:Ｂω＝２ｍａｘ{(ωｎ－ω１)ꎬ(ω２－ωｎ)}(９)由于阈值的设置与ＦＦＴ采样的大小有一定的关系ꎬ需要一定的工程经验ꎮ在后面的实验中ꎬ我们使用１０２４点来进行ＦＦＴ频谱分析并设置阈值Ｈｓｅｔ为２００ꎮ(３)深度参数代表陷波中心频率处的凹陷程度ꎬ并且在知道参数Ｈｓｅｔ和Ｈｍａｘ之后ꎬ为了保持一定的余量ꎬ可以通过如下表达式来表示:ｋ１ｋ２ɤαＨｓｅｔＨｍａｘ(１０)α一般设置为０.７~０.９之间ꎬ本文设置α为０.８ꎮ通过上面的分析ꎬ由式(７)~式(１０)可确定参数ωｎ㊁ｋ１和ｋ２ꎮ(４)由于实际伺服驱动系统均是数字化控制系统ꎬ因此陷波滤波器必须在应用之前进行离散化ꎬ利用差分方程来设计陷波器ꎬ差分方程如式(１１)所示:ｙ(ｎ)＝ðＭｍ＝０ｂｍｘ(ｎ－ｍ)－ðＮｍ＝１ａｍｙ(ｎ－ｍ)(１１)由于设计的陷波器是二阶的ꎬ陷波滤波器差分方程的系数长度为三ꎬ将差分方程展开如式(１２)所示:ｙ(ｎ)＝ｂ０ｘ(ｎ)＋ｂ１ｘ(ｎ－１)＋ｂ２ｘ(ｎ－２)－ａ１ｙ(ｎ－１)－ａ２ｙ(ｎ－２)(１２)其对应的离散系数如下:ｂ０＝４/Ｔ２＋２ｋ１ωｎ/Ｔ＋ω２ｎ４/Ｔ２＋２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎｂ１＝－８/Ｔ２＋２ω２ｎ４/Ｔ２＋２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎｂ２＝４/Ｔ２－２ｋ１ωｎ/Ｔ＋ω２ｎ４/Ｔ２－２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎａ１＝－８/Ｔ２＋２ω２ｎ４/Ｔ２＋２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎａ２＝４/Ｔ２－２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎ４/Ｔ２＋２ｋ２ωｎ/Ｔ＋ω２ｎìîíïïïïïïïïïïïï(１３)其中ꎬＴ为采样周期ꎮ４㊀实验设计与验证４.１㊀整体结构设计本文提出了一种基于自适应陷波器的伺服系统谐振抑制方案ꎮ总体结构如图６所示ꎮ图６㊀谐振抑制的总结构框图基于自适应陷波器的伺服系统谐振方案主要包括数据采样㊁ＦＦＴ频谱分析㊁谐振频率提取㊁陷波滤波器的参数确定４步完成ꎮ开启谐振抑制功能后ꎬ开始采样转速误差信号ꎮ在每一个采样周期内系统将完成一次数据采样ꎬ同时把每次采集的数据完整的存储到寄存器中ꎮ当采样的点数达到预定的点数时ꎬ采样结束并开始进行ＦＦＴ频谱分析运算ꎬ对ＦＦＴ分析的结果采用频率提取算法获取谐振频率点ꎮ通过获取的谐振频率点和后面确定的陷波带宽㊁陷波深度参数一起来设计合理的陷波滤波器ꎬ以此来抑制谐振ꎮ根据香农采样定理ꎬ采样频率应大于信号频率的２倍ꎬ测量频率的范围为０~５００Ｈｚꎬ再考虑到分辨率与采样频率的关系ꎬ因此ꎬ设置采样频率为１ｋＨｚꎬ采样点数为１０２４点ꎮ本文中每个周期采样３组１０２４点数据存入数据缓冲阵列ꎬ是为了抑制改变速度基准的影响ꎮ０７组合机床与自动化加工技术㊀第１期对于ＦＦＴ的分析结果ꎬ可以根据参考变化的影响来检测和拒绝谐振频率ꎮ４.２㊀实验结果机械谐振抑制平台实物照片如图７所示ꎮ实验所采用的ＤＳＰ芯片为ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５芯片ꎮ采用ＣＣＳ６作为开发工具ꎬ电机为沈阳高精数控生产的ＧＪＭ０１０ＡＤＡ２Ｓ永磁同步电机ꎬ额定功率为１.５ｋＷꎬ转矩为７.５Ｎｍꎬ额定转速为１０００ｒ/ｍｉｎꎬ额定电流为５８Ａꎬ额定电压２０００Ｖꎮ图７㊀实验装置图采样频率为１ｋＨｚꎬ对１０２４个采样点进行频谱分析如图８所示ꎬ从图中可以看出谐振频率为２４０Ｈｚꎮ图８㊀ＦＦＴ频谱分析如图９所示ꎬ系统达到给定的转速后ꎬ电机转速发生持续的震荡ꎬ这是发生机械谐振所引起的现象ꎮ在０.８ｓ时投入自适应陷波滤波器ꎬ经过０.５ｓ转速的振荡得到衰减ꎬ系统的谐振得到很好的抑制ꎮ图９㊀基于自适应陷波器的谐振抑制实验波形５㊀结论针对伺服系统中机械传动装置刚度有限所引发的机械谐振问题ꎬ提出了基于改进的ＦＦＴ在线频率检测法结合陷波滤波器的自适应谐振抑制策略ꎮ通过提取旋转因子的公因子来减少内存的读取次数ꎬ进而提高ＦＦＴ的频域分析速率ꎬ使系统的速度振荡在０.５ｓ内得到了衰减ꎮ文中设计了一种获取陷波器宽度㊁深度参数的方法ꎬ弥补了传统无深度参数陷波滤波器的不足ꎬ提高了陷波滤波的性能及精确度ꎮ[参考文献][１]王璨ꎬ杨明ꎬ徐殿国.基于ＰＩ控制的双惯量弹性系统机械谐振的抑制[Ｊ].电气传动ꎬ２０１５ꎬ４５(１):４９－５３.[２]ＷｅｎＬｉꎬＹｏｉｃｈｉＨｏｒｉ.ＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＵｓｉｎｇＳｉｎｇｌｅＮｅｕｒｏｎ￣ＢａｓｅｄＰＩＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄＦｒａｃｔｉｏｎａｌ￣ＯｒｄｅｒＤｉｓ￣ｔｕｒｂａｎｃｅＯｂｓｅｒｖｅｒ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥ￣ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２００７ꎬ５４(１):１１７－１２６.[３]ＪａｅＳｕｎｇＢａｎｇꎬＳｈｉｍＨꎬＳａｎｇＫＰꎬｅｔａｌ.ＲｏｂｕｓｔＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒａＴｗｏ￣ＩｎｅｒｔｉａＳｙｓｔｅｍｂｙＣｏｍ￣ｂｉｎｉｎｇＢａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇＡｐｐｒｏａｃｈＷｉｔｈＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＯｂｓｅｒｖｅｒ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２０１０ꎬ５７(９):３１９７－３２０６.[４]张卫国ꎬ曹永刚ꎬ陈涛.用数字滤波器改善光电经纬仪机械谐振频率的方法[Ｊ].光学精密工程ꎬ１９９９ꎬ７(２):７７－８２.[５]ＨｉｓａｓｈｉＫａｔａｏｋａꎬＭｉｙａｚａｋｉＴꎬＯｈｉｓｈｉＫꎬｅｔａｌ.Ｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔｕｓｉｎｇｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅｐｈａｓｅｅｒｒｏｒ[Ｊ].ＩｅｅｊＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａ￣ｔｉｏｎｓꎬ２０１１ꎬ１７５(１):５３－６３.[６]ＫａｔａｏｋａＨꎬＴｕｎｇｐａｔａｒａｔａｎａｗｏｎｇＳꎬＯｈｉｓｈｉＫ.ＭｏｔｉｏｎＣｏｎ￣ｔｒｏｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｏｂｏｔＵｓｉｎｇＮｅｗＮｏｔｃｈＦｉｌｔｅｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄＬｉｔｔｌｅＰｈａｓｅＥｒｒｏｒ[Ｃ]//Ｉｃｍ２００７ꎬＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ.２００７:１２８０８－１２８１７.[７]杨明ꎬ郝亮ꎬ徐殿国ꎬ等.基于自适应陷波滤波器的在线机械谐振抑制[Ｊ].哈尔滨工业大学学报ꎬ２０１４ꎬ４６(４):６３－６９.[８]ＨｕｉｊｕｎＷａｎｇꎬＤｏｎｇ￣ＨｅｅＬｅｅꎬＺｈｅｎ￣ＧｕｏＬｅｅꎬＪｉｎ￣ＷｏｏＡｈｎ.ＶｉｂｒａｔｉｏｎＲｅｊｅｃｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅｏｆＳｅｒｖｏＤｒｉｖｅＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＡｄａｐｔｉｖｅＮｏｔｃｈＦｉｌｔｅｒ[Ｃ].ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｐｅｃｉａｌｉｓｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬＰＥＳＣ０６３７ｔｈＩＥＥＥꎬ２００６:１－６.[９]ＥｒｅｎｔｕｒｋＫ.Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｔｗｏ￣ｍａｓｓｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｓｌｉｄｉｎｇ￣ｍｏｄｅａｎｄｏｐｔｉｍｉｓｅｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ￣ｉｎｔｅｇｒａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａｇｒｅｙｅｓｔｉｍａｔｏｒ[Ｊ].ＩｅｔＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２００８ꎬ２(７):６３５－６４２.[１０]ＦｕＪꎬＹａｎｇＷꎬＬｉＢꎬｅｔａｌ.ＨɕＦｉｌｔｅｒａｎｄＬｏａｄＯｂｓｅｒｖｅｒＢａｓｅｄＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌ[Ｊ].ＩＥＥＥꎬ２００６ꎬ１:２２０９－２２１３.[１１]万佑红ꎬ王锁萍.一种改进ＦＦＴ算法在ＤＳＰ上的实现[Ｊ].计算机工程与应用ꎬ２００６ꎬ４２(２９):８４－８６.(编辑㊀李秀敏)１７２０１９年１月㊀㊀王昱忠ꎬ等:基于自适应陷波器的伺服系统谐振抑制。

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摘要：随着导弹系统对导引头伺服系统要求的提高，机构谐振特性会直接影响稳定回路
的性能，通过设计相应陷波器来补偿机构谐振的幅频特性，可以消除机构谐振对回路稳定性的
影响，低温试验表明所提方法效果明显。
中消除或抵消工频信号的影响＿】］，也有用于大
０引言
陷波器是一种带阻滤波器，常用于信号传输
收稿日期ｌ２０１２ — ０４ — １８基金项目。本项研究工作得到了上海市科学技术委员会的资
ＺＨＡＯＧｕｉ — ｊｕｎ，ＸＵＭｅｉ — ｊｉａｎ，Ｗ【，Ｘｉｏｎｇ — ｊｕｎ，ＺＨＡＮＧＹｕａｎ＇
（１．ＳｈａｎｇｈａｉＲａｄｉｏＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０；２．ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｆｆｅｃｔｓｆｏｒ
ＡｅｒｏｓｐａｃｅＶｅｈｉｃｌｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｎｔａｉｌｓａｈｉｇｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｅｋｅｒｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｈｉｓｃａｓｅ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｒｅｓｏｎａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｗｉｌ１ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｔｈｅｓｔａｂｌｅｌｏｏｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｂｙｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｏｔｃｈｆｉｌｔｅｒｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｍｐｌｉｔｕｄｅ — ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｔｈｅｓｔａｂｌｅｌｏｏｐｏｆｔｈｅｓｅｅｋｅｒ ’ Ｓｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｗａｓｒｅｄｕｃｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅ — ｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｓｏｎａｎｔｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｓｅｅｋｅｒ
第３４卷第２期２０１３年６月
制导与引信
ＧＵＩＤＡＮＣＥ＆ＦＵＺＥ
Ｖｏ１．３４ＮＯ．２
Ｊｕｎ．２０１３
文章编号：１６７１ — ０５７６（２０１３）０２ — ０００１ — ０３
助，课题编号为１１ＤＺ２２６０８００．
型雷达伺服系统中抑制机械谐振来提高伺服带
宽＿４］。导引头伺服系统是一种具有空间稳因伺服机构谐振频率远大
于回路带宽而忽略机构谐振的影响。随着导弹弹
陷波器在导引头伺服系统中的应用
赵桂军，许美健，吴雄君 ’ 张元，
（１．上海无线电设备研究所，上海２０００９０；
２．上海市航空航天器电磁环境效应重点实验室，上海２００４３８）
关键词：伺服系统；谐振；导引头
中图分类号：ＴＪ７６５．３３１
文献标识码：Ａ
ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｏｔｃｈＦｉｌｔｅｒｆｏｒｔｈｅＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍｉｎＳｅｅｋｅｒ
速、机动性和性能的提高，对导引头伺服系统的指标要求也随之提高。例如，伺服系统稳定回路去
耦性能的提高需要增加系统稳定回路增益，从而
作者筒介ｔ赵桂军（１９７６一），男，高工，主要从事导引头伺服