一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明具体涉及一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法。
【背景技术】
[0002] 目前的振动控制系统中一般采用反馈信号的分析方法，即通过不间断的检测，根 据反馈回来的测试信号再设计施加控制荷载对目标进行振动控制，这样的方法属于被动的 振动控制方法，由于必须不断地测试，所以其效率也不高。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在提供一种高效的振动主动控制分析方法。
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方 法，包括以下步骤：
[0005] 步骤一：通过长时环境振动输入输出测试及数据采集，获得环境振动输入荷载引 起动力响应的特性，并进行有效的FFT变换和对比后得到输入荷载引起的动力响应Rinp与 时间t之间的函数关系式，如下列式一所示：
[0006]
[0007] 其中，i和N为自然数;Ai为输入荷载幅值；ω为输入荷载峰值频率；#为输入 荷载相位变量参数；
[0008] 步骤二：假定施加控制荷载的幅值和峰值频率与输入荷载相吻合，则施加控制荷 载引起的动力响应与时间t之间的函数关系式中需要确定作动器控制荷载相位变量参 数if，如下列式二所示：
[0009] ；=1
[0010] 其中，i和N为自然数；为作动器控制荷载相位变量参数；
[0011] 步骤三：根据式一和式二设计适应度函数，如下列函数式式三所示：
[0012]
[0013] 其中，i和N为自然数；1?_为适应度函数；为作动器控制荷载相位变量参数函 数；
[0014]步骤四：建立适应度函数收敛状态条件，等效转换成为最优化问题：
[0015]
[0016] 约束条件
[0017] 优化目标K[RgDal]式六
[0018] 其中，式六中Rgcial为优化目标适应度函数值；
[0019] 步骤五：引入智能算法求解最优化问题的解并确定满足式六的i值。
[0020] 上述一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，还包括根据步骤五中确定的 i值确定其相对应的作动器控制荷载相位变量参数5并将其返回至步骤二中，确定施加 控制荷载引起的动力响应与时间t之间的函数关系式。
[0021 ] 上述一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，还包括将确定的施加控制荷 载引起的动力响应与时间t之间的函数关系式作为主动控制前馈信息加载在作动器 上，对振动系统进行控制检验。
[0022] 上述一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，步骤五包括：
[0023] 步骤一：按照下列粒子群函数式式七计算粒子对应的第一代适应度函数及^的 值；
[0024]
[0025] 其中，i和N为自然数；
[0026] 为第一代适应度函数；
[0027] …砧丨 …分别为权利要求1中步骤四中的设计变 量.^…f... 对应的为第一代适应度函数值；
[0028] 步骤二：评价上述步骤一计算出的每个粒子对应的第一代适应度函数值是否满足 权利要求1中步骤四中的式六的要求，如果满足，则确定i的值。
[0029] 上述一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，所述步骤二中及&如果都不 满足权利要求1中步骤四中的式六的要求，按照权利要求1中步骤四中的规则，利用智能算 法中的变异、交叉、选择功能循环确定多代粒子变量，如下列式八所示：
[0030]
[0031] 其中，·<Τ ^ X匕xS-1 4为设计变量的第i代粒子变量; , .》.?? ， 、. ??,? '，
[0032] 按照下列粒子群函数式式九循环计算粒子对应的第i代适应度函数的值；
[0033]
[0034] 其中，i和N为自然数；
[0035] 尤,,为第i代适应度函数；
[0036] κ?，KiK;;1KtΚΓ 死i分别为式八中的设计变量的第i代粒 子变量.cf 对应的为第i代适应度函数值；
[0037] 循环评价上述计算出的每一代的每个粒子对应的第i代适应度函数值是否满足 权利要求1中步骤四中的式六的要求，如果满足，则确定i的值。
[0038] 有益效果
[0039] 本发明公开的一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，是针对振动主动控 制系统的效率，基于智能优化算法，利用长时环境振动输入输出采样数据，通过数理分析， 对简化后的频域控制信号实测和计算分析对比，形成完整的计算分析模块，最终获取有效 的前馈控制干扰信号，将振动响应值控制在容许范围内。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0041] 具体来说，本发明提供的一种振动控制系统中的智能前馈信号分析方法，包括以 下步骤：
[0042] 步骤一：通过长时环境振动输入输出测试及数据采集，获得环境振动输入荷载引 起动力响应的特性，并进行有效的FFT变换和对比后得到输入荷载引起的动力响应Rinp与 时间t之间的函数关系式，如下列式一所示：
[0043]
[0044] 其中，i和N为自然数;Ai为输入荷载幅值；ωi为输入荷载峰值频率为输入 荷载相位变量参数；
[0045] 步骤二：假定施加控制荷载的幅值和峰值频率与输入荷载相吻合，则施加控制荷 载引起的动力响应与时间t之间的函数关系式中需要确定作动器控制荷载相位变量参 数《f，如下列式二所示：
[0046]
[0047] 其中，i和Ν为自然数；X#为作动器控制荷载相位变量参数；
[0048]步骤三：根据式一和式二设计适应度函数，如下列函数式式三所示：
[0049]
- /=1
[0050] 其中，i和N为自然数；1?_为适应度函数；RetH为作动器控制荷载相位变量参数函 数；
[0051] 步骤四：建立适应度函数收敛状态条件，等效转