《基於自適應性和魯棒性的主動振動控制——方法與試驗》是科學出版社出版的一本圖書，作者是趙振東,謝繼鵬,張廣輝
基本介紹
- 作者： 趙振東,謝繼鵬,張廣輝
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030695741
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書介紹了基於自適應性和魯棒性的主動振動控制方法，以及該方法在主動阻尼控制、窄帶擾動的反饋控制和寬頻擾動的前饋-反饋控制中的套用。首先，介紹了主動振動控制的基本概念和基準試驗平台。其次，討論了主動振動控制中的離散時間系統控制模型、參數自適應算法、系統辨識方法、數字控制方法、控制器複雜度降階方法等，並對試驗平台進行了開環辨識、閉環辨識和控制器複雜度的降階分析。再次，展示了主動液壓懸架系統試驗平台的主動阻尼控制技術。最後，對魯棒控制器和自適應反饋控制器進行設計以解決窄帶擾動衰減問題，對前饋補償器和自適應前饋補償器以及Youla-Ku*era參數化自適應前饋補償器進行設計以解決寬頻擾動衰減問題。此外，本書附錄補充了關鍵算法的推導過程
圖書目錄
譯者序
原書前言
縮略詞
重點辭彙索引
第一篇 基於自適應性和魯棒性的主動振動控制介紹
第1章 基於自適應性和魯棒性主動振動控制的基本概念 3
1.1 主動振動控制：原因及方式 3
1.2 反饋框架的概念 8
1.3 主動阻尼 10
1.4 魯棒調節範式 10
1.5 自適應調節範式 11
1.6 結束語 13
1.7 注釋和參考資料 13
參考文獻 14
第2章 試驗平台 18
2.1 使用反饋補償的主動液壓懸架系統 18
2.2 通過慣性作動器進行反饋補償的主動振動控制系統 20
2.3 具有前饋-反饋補償的分散式柔性機械結構的主動控制 23
2.4 結束語 26
2.5 注釋和參考資料 26
參考文獻 27
第二篇 主動振動控制技術
第3章 主動振動控制系統——模型表示 31
3.1 系統描述 31
3.1.1 連續時間與離散時間的動力學模型 31
3.1.2 數字控制系統 32
3.1.3 用於控制的離散時間系統模型 33
3.2 結束語 36
3.3 參考資料 36
參考文獻 36
第4章 參數自適應算法 37
4.1 引言 37
4.2 可調模型的結構 38
4.2.1 例（a）:用於系統辨識的遞歸構型——方程誤差 38
4.2.2 例（b）:自適應前饋補償——輸出誤差 39
4.3 基本參數自適應算法 41
4.3.1 基本梯度算法 42
4.3.2 改進梯度算法 44
4.3.3 遞歸最小二乘算法 48
4.3.4 自適應增益的選擇 53
4.3.5 案例 57
4.4 參數自適應算法的穩定性 59
4.4.1 自適應預測量的等效反饋表示 59
4.4.2 PAA的一般結構和穩定性 61
4.4.3 輸出誤差算法——穩定性分析 65
4.5 參數收斂 66
4.5.1 問題 66
4.6 參數自適應算法的LMS群 70
4.7 結束語 71
4.8 注釋和參考資料 72
參考文獻 72
第5章 主動振動控制系統的辨識——基礎 74
5.1 引言 74
5.2 輸入/輸出數據採集和預處理 75
5.2.1 根據試驗方案進行輸入/輸出數據採集 75
5.2.2 偽隨機二進制序列 76
5.2.3 數據預處理 78
5.3 根據數據估計模型階次 78
5.4 參數估計算法 80
5.4.1 擴展遞歸最小二乘法（RELS） 82
5.4.2 擴展預測模型的輸出誤差（XOLOE） 84
5.5 已辨識模型的驗證 85
5.5.1 白噪聲檢驗 86
5.6 結束語 87
5.7 注釋和參考資料 88
參考文獻 88
第6章 開環運行中試驗平台的辨識 89
6.1 開環運行中主動液壓懸架的辨識 89
6.1.1 次級通路辨識 90
6.1.2 主通路辨識 94
6.2 基於慣性作動器的反饋補償AVC系統的辨識 95
6.2.1 次級通路辨識 95
6.2.2 主通路辨識 101
6.3 基於前饋-反饋補償的主動分散式柔性機械結構的辨識 101
6.4 結束語 106
6.5 注釋和參考資料 106
參考文獻 106
第7章 主動振動控制的數字控制策略——基礎 108
7.1 數字控制器 108
7.2 極點配置 110
7.2.1 HR與HS的選擇——案例 111
7.2.2 內模原理（IMP） 113
7.2.3 Youla-Ku*era參數化 113
7.2.4 魯棒性裕度 115
7.2.5 模型不確定性與魯棒穩定性 118
7.2.6 靈敏度函式模板 119
7.2.7 靈敏度函式的性質 120
7.2.8 輸入靈敏度函式 122
7.2.9 構造主動振動控制的靈敏度函式 123
7.3 實時控制案例：使用慣性作動器的主動振動控制系統的窄帶擾動衰減 127
7.4 通過凸最佳化構造靈敏度函式的極點配置 130
7.5 結束語 133
7.6 注釋和參考資料 133
參考文獻 133
第8章 閉環運行中的辨識 136
8.1 引言 136
8.2 閉環輸出誤差辨識方法 137
8.2.1 閉環輸出誤差算法（CLOE） 140
8.2.2 濾波閉環輸出誤差算法（F-CLOE）和自適應濾波閉環輸出誤差算法（AF-CLOE） 141
8.2.3 擴展閉環輸出誤差算法（X-CLOE） 142
8.2.4 考慮模型中已知的固定部分 143
8.2.5 估計模型的性質 144
8.2.6 閉環運行中辨識模型的驗證 144
8.3 實時控制案例：使用慣性作動器的主動控制系統在閉環中的辨識和控制器再設計 146
8.4 結束語 150
8.5 注釋和參考資料 151
參考文獻 151
第9章 降低控制器複雜度 152
9.1 引言 152
9.2 直接降階控制器的準則 154
9.3 通過閉環辨識降階控制器的估計 156
9.3.1 閉環輸入匹配 156
9.3.2 閉環輸出匹配 158
9.3.3 考慮名義控制器的固定部分 159
9.4 實時控制案例：降低控制器複雜度 160
9.5 結束語 163
9.6 注釋和參考資料 163
參考文獻 164
第三篇 主動阻尼控制技術
第10章 主動阻尼 167
10.1 引言 167
10.2 性能指標 169
10.3 使用凸最佳化構造靈敏度函式的控制器設計 171
10.4 基於開環辨識模型設計的控制器閉環辨識主動液壓懸架 174
10.5 基於閉環辨識模型的控制器再設計 176
10.6 降低控制器的複雜度 178
10.6.1 使用仿真數據的閉環輸出匹配算法（CLOM） 179
10.6.2 名義控制器和降階控制器的實時性能對比 180
10.7 基於帶阻濾波器構造靈敏度函式的控制器設計 181
10.8 結束語 186
10.9 注釋和參考資料 187
參考文獻 188
第四篇 窄帶擾動的反饋衰減
第11章 窄帶擾動反饋衰減的魯棒控制器設計 193
11.1 引言 193
11.2 系統描述 194
11.3 魯棒控制器設計 195
11.4 試驗結果 198
11.4.1 兩種時變音調擾動 199
11.4.2 振動擾動的衰減 200
11.5 結束語 202
11.6 注釋和參考資料 202
參考文獻 202
第12章 窄帶擾動的直接自適應反饋衰減 204
12.1 引言 204
12.2 未知且時變的窄帶擾動的直接自適應反饋衰減 205
12.2.1 引言 205
12.2.2 採用Youl～Kueera參數化的直接自適應調節 208
12.2.3 魯棒性的考慮 210
12.3 窄帶擾動衰減的性能評估指標 211
12.4 試驗結果：自適應與魯棒性的比較 213
12.4.1 Youla-Kucera參數化的中央控制器 213
12.4.2 兩個單模態的振動控制 214
12.4.3 振動擾動 216
12.5 主動液壓懸架上未知窄帶擾動的自適應衰減 219
12.6 使用慣性作動器的主動振動控制系統上未知窄帶擾動的自適應衰減 221
12.6.1 中央控制器的設計 222
12.6.2 實時結果 224
12.7 其他試驗結果 226
12.8 結束語 226
12.9 注釋和參考資料 226
參考文獻 227
第13章 多稀疏未知時變窄帶擾動的自適應衰減 231
13.1 引言 231
13.2 線性控制挑戰 231
13.2.1 使用帶阻濾波器對多窄帶擾動進行衰減 232
13.2.2 使用調諧陷波濾波器的IMP設計 236
13.2.3 使用輔助低阻尼復極點的IMP設計 237
13.3 使用Youla-Ku*eraIIR參數化的交錯自適應調節 238
13.3.1 AQ的估計 240
13.3.2 BQ（q-1）的估計 242
13.4 使用帶阻濾波器的間接自適應調節 246
13.4.1 間接自適應調節的基本方案 246
13.4.2 使用Youla^Kufiera參數化降低設計的計算量 247
13.4.3 使用自適應陷波濾波器的頻率估計 249
13.4.4 間接自適應方案的穩定性分析 251
13.5 試驗結果：三個可變頻率的音調擾動的衰減 251
13.6 試驗結果：多個窄帶擾動衰減的自適應調節方案的比較評估 256
13.6.1 引言 256
13.6.2 全局評估準則 257
13.7 結束語 262
13.8 注釋和參考資料 263
參考文獻 263
第五篇 寬頻擾動的前饋-反饋衰減
第14章 基於數據的寬頻擾動前饋補償器的設計 269
14.1 引言 269
14.2 基於數據的前饋補償器設計的間接方法 271
14.3 基於數據的前饋補償器設計的直接方法 272
14.4 前饋補償器的直接估計和實時測試 275
14.5 結束語 281
14.6 注釋和參考資料 281
參考文獻 282
第15章 擾動的自適應前饋補償 285
15.1 引言 285
15.2 基本方程與符號 287
15.3 算法的開發 289
15.4 算法的分析 292
15.4.1 完美匹配的案例 292
15.4.2 非完美匹配的案例 294
15.4.3 放寬正實條件 295
15.5 寬頻擾動的自適應衰減——試驗結果 296
15.5.1 採用矩陣自適應增益的寬頻擾動抑制 296
15.5.2 採用標量自適應增益的寬頻擾動抑制 301
15.6 殘餘誤差濾波的自適應前饋補償 306
15.7 寬頻擾動的自適應前饋+固定反饋補償 308
15.7.1 算法的開發 310
15.7.2 算法的分析 311
15.8 寬頻擾動的自適應前饋+固定反饋衰減——試驗結果 312
15.9 結束語 314
15.10 注釋和參考資料 314
參考文獻 315
第16章 Youla-Ku*era參數化自適應前饋補償器 320
16.1 引言 320
16.2 基本方程和符號 321
16.3 算法的開發 323
16.4 算法的分析 326
16.4.1 完美匹配的案例 326
16.4.2 非完美匹配的情況 326
16.4.3 放寬正實條件 327
16.4.4 算法總結 327
16.5 試驗結果 329
16.5.1 中央控制器和比較目標 329
16.5.2 使用矩陣自適應增益抑制寬頻擾動 329
16.5.3 使用標量自適應增益抑制寬頻擾動 333
16.6 算法的比較 334
16.7 結束語 335
16.8 注釋和參考資料 335
參考文獻 335
第六篇 附錄
附錄A 廣義穩定性裕度和兩個傳遞函式之間的歸一化距離 339
A.1 廣義穩定性裕度 339
A.2 兩個傳遞函式之間的歸一化距離 340
A.3 魯棒穩定性條件 341
A.4 注釋與參考資料 342
參考文獻 342
附錄B 自適應増益更新的實現——U-D分解 343
參考文獻 344
附錄C 交錯自適應調節：方程推導與穩定性分析 345
C.1 方程推導 345
C.2 交錯自適應調節的穩定性分析（方案） 347
C.2.1 Q的估計 347
C.2.2 BQ（z-1）的估計 348
參考文獻 348
附錄D 自適應前饋補償誤差方程 349
D.1 公式（15.27）的推導 349
D.2 第15章 算法II的自適應誤差 351
D.3 公式（15.86）的推導 351
D.4 公式（16.16）的推導 352
參考文獻 354
附錄E “積分+比例”參數自適應算法 355
E.1 算法 355
E.2 放寬正實條件 356
E.3 試驗結果 357
參考文獻 358
重點辭彙索引 360
