外文翻译-----反馈控制消除机械振动

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1、 毕业论文（设计） 文献翻译 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 074173915 学生姓名： 胡镔 指导教师： 李国富 2010 年 12 宁波大学科学技术学院毕业论文（设计）文献翻译 1 反馈控制消除 机械振动 James S. Montanaro and Guy 0. Beale Electrical and Computer Engineering Department George Mason University Fairfax, Virginia gbeale gmu.edu 摘要： 线性二次高斯（ LQG）控制 主要 应用 于 消除机械 振动。通过加速度的测量来控制振

2、动电机的虚拟量。终端控制器是一个经过修改的 LQG 设计，它被用于设计和 制定一种增强型的振动电机。 本文 介绍了机械振动电机的建模和参数辨识，控制器性能规格的发展， LQG 控制器的设计和实验测试所产生的控制系统。振动电机的建模是以理论推导和实验数据的收集为基础的 ， 控制器的规范性发展主要是在使用两种不同传递函数返回率的频域范畴 ， 控制器的 设计采用的是连续时间的 LQG 算法。该控制器是作为一个带有运算放大器的模拟电路来使用。在实验测试中 ， 一些闭环系统的稳定性问题被发现 ， 并就这些问题提出了一种解释。 引言 本文介绍了一种反馈控制系统的设计 ， 该系统可用于消除一个物体表面的机械

3、振动。振动的消除是通过振动电机对物体表面施加一个交替的作用力来实现的。这种方法被渴望用于减少各种物体的震动，这些物体可以是家用电器和汽车乃至飞机和高速列车 1， 2， 3。降低机械振动使用户的舒适和安全得到了改善，而且通过减少磨损使产品的 可靠性和耐用性都得到了提高。 作为这一设计项目的一部分 ， 需要进行四项任务。首先，确定商用振动电机的属性和数学模型是必要的 ， 这种电机在过去经常被用于消除振动。第二项任务就是制定一套系统的性能规格 ， 以用于控制器的设计。第三项任务是利用反馈控制技术设计一个控制器，从运动传感器接收到输入信号后，该控制器将对电机输出一个控制信号来抵消振动。 H 和线性二次

4、高斯（ LQG）技术 都被 进行了研究 ， 终端控制器是一个经过修改的 LQG 设计，它被用于设计一种增强型的振动电机。 第四个任务是模拟 电路 控制器的执行和 测试闭环系统 ， 前三个任务在本文中进行介绍。随着对一些实验结果的解释，介绍了控制器执行和完全系统测试的结果。 宁波大学科学技术学院毕业论文（设计）文献翻译 2 建模和辨识 振动 消除 系统的主要组成部分是一个振动 电机。这个电机将被附在任何一个需要消除表面振动的物体表面 ， 在电机的外壳安装一个加速计来检测物体的振动。电机外壳的加速度可以被感应，而电机通过被控制产生自身振动这样一种方式来消除那些来自外部的干扰 ， 消除振动通过消力电

5、机完成。那 也就是说， 通过 制 造 一个控制信号，以保持 电机 加速度为零（或接近 为零 ）， 这样 的话 干扰 振动就被 抵消 了 。振动电机（图 1），由一个物块 1m （代表外部电机外壳）和内部悬挂的 2m 构成的模型来表示。处于暂停模式的弹簧和阻尼器连接着这两个物块。电机驱动力是电磁力，它在两个物块之间产生作用，根据驱动（控制）电流 cI 的方向使物块分离或将物块拉到一起。电机驱动力就是控制力 cF 。 图一 振动控制系统示意图 电动机对作用于（不依赖频率反馈的） 1m 上的交流干扰力作出响应。在非常低的频率下，悬挂将使 1m 和 2m 处于一个相对平衡中。他们的质量被用于平衡电机往返的加速 ， 系统的有效质量就是 21 mm ， 而在非常高的频率下， 1m 的速度和位移接近于 0，并且没有力通过悬挂传递给 块 2m ， 实际上，干扰力仅仅只作用于 1m 上，所以有效质量是 1m 。超过了某个频率范围，在低频与高频方式之间就必须有一个过