自适应主动振动控制仿真分析

V ol 37No.6

Dec.2017

噪

声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第37卷第6期2017年12月

文章编号：1006-1355(2017)06-0023-06+60

自适应主动振动控制仿真分析

孙文豪，张

锋，罗顺安，汪

涵

（华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021）

摘要：在FxLMS 自适应算法中，次级通道会影响输入信号自相关矩阵的可对角化性和特征值扩散度，从而影响算法的收敛速度。为了降低次级通道对输入信号的影响，加快算法的收敛，提出将改进的FxLMS 算法—SOFxLMS 算法应用于振动主动控制研究中。在Simulink 中分别搭建基于两种算法的主动振动控制仿真结构，基于系统稳定的前提，在相同条件下对两种算法进行仿真对比分析。仿真结果表明：在迭代步长较大、滤波器阶数较少的条件下，SOFxLMS 算法具有更好的振动控制效果。

关键词：振动与波；自适应算法；主动振动控制；Simulink 仿真；次级通道中图分类号：TB535；O328

文献标识码：A

DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.005

Simulation Analysis of Adaptive Active Vibration Control

SUN Wen-hao ,ZHANG Feng ,LUO Shun-an ,WANG Han

(College of Mechanical Engineering and Automation,Huaqiao University,

Xiamen 361021,Fujian China )

Abstract :In FxLMS adaptive algorithm,secondary path can affect the diagonality of the filtered self-correlation matrix and the divergence of the eigenvalues,causing a slower convergence for the algorithm.In this paper,an improved FxLMS algorithm ——SOFxLMS algorithm is proposed to reduce the influence of the secondary path and increase the convergence speed in active vibration control.The active vibration control simulation models based on the plain FxLMS algorithm and SOFxLMS algorithm are set up respectively in Simulink.On the promise of ensuring the stability of the system,the two kinds of algorithms are compared by simulation analysis under the same circumstances.The results show that the SOFxLMS algorithm has better control effect than that of FxLMS algorithm under the conditions of lower order filter and larger iteration step size.

Key words :vibration and wave;adaptive algorithm;active vibration control;Simulink simulation;secondary path

自适应主动振动控制方法的基本原理是根据传感器获得的振动信号，在结构上直接附加力源(作动器)，并通过自适应控制规律调节，产生一个与振源大小相等、相位相反的振动信号来抵消有害振动[1–2]。由于振动主动控制能有效抑制振动，具有功耗低、自适应性强、计算复杂度低等优点，能弥足被动控制技术的不足，成为近年来振动控制工程领

收稿日期：2017-04-19基金项目：国家自然科学基金资助项目(51405169)；

福建省自然科学基金资助项目(2015J01636)

作者简介：孙文豪（1993-），男，硕士生，长春市人，主要研究

方向为齿轮传动系统振动主动控制研究。E-mail:WilhelmSun@https://www.360docs.net/doc/f01069972.html,

通信作者：张锋（1979-），男，博士，硕士生导师，山东省淄博

市人，研究方向为齿轮传动系统振动主动控制理论与方法、汽车电子动力学、汽车空气悬架。E-mail:alwaysqing@https://www.360docs.net/doc/f01069972.html,

域的热点[3–4]。作为振动主动控制器的核心，控制算法的选择至关重要。而FxLMS 算法根据实际情况能够实时适应调整，且不依赖控制目标的频宽大小，成为振动控制领域应用最广泛、最受欢迎的算法之一[5–6]。目前FxLMS 算法多侧重于其自身特性的研究及结构改进后的应用。Hansen 等分析了时域中影响单输入单输出的FxLMS 算法的因素，并提出了相应的解决方案[7]。Chang 等提出应用一种基于神经网络的FxLMS 算法来控制非线性宽频带噪声，仿真表明所提方法能够有效降低窄频带和非线性宽频带的噪声[8]。Tang 等在主动噪声控制研究中，提出应用一种时频域FxLMS 算法，与时域FxLMS 算法相比，该算法具有更好的收敛性能[9]。李以农等在单级齿轮传动系统振动主动控制的实验研究中，提出应用一种次级通道在线辨识的反馈FxLMS 算法，在Simulink 中建立了控制算法模块并通过仿真分析验

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