基于神經網絡的振動主動控制研究.pdf

1、振動控制是振動工程領域中的一個重要組成部分，其本質是利用一定的技術手段使被控對象的振動水平能夠按照預先設計的要求來進行。振動控制包括振動的利用和振動的抑制。振動主動控制就是要抑制不利的振動，根據(jù)采集到的振動信號來設計合適的控制律，然后控制作動器的輸出達到對系統(tǒng)減振或消振的目的。
　　 由于神經網絡獨特的非線性逼近能力，在系統(tǒng)辨識方面具有很大的潛力。本文采用神經網絡對懸臂梁振動系統(tǒng)進行辨識，并且設計神經網絡控制器實現(xiàn)對懸臂梁振動系

2、統(tǒng)的振動主動控制。
　　 本文以懸臂梁振動系統(tǒng)為研究對象，在懸臂梁振動系統(tǒng)模型建立以及控制律設計的基礎上，在dSPACE實時系統(tǒng)中建立了基于神經網絡的振動主動控制系統(tǒng)，并進行了實時控制。主要內容為：建立懸臂梁的數(shù)學模型，將懸臂梁簡化為三自由度系統(tǒng)，并計算運動微分方程。分別用理論推導與ANSYS分析軟件對懸臂梁進行了模態(tài)分析，比較、分析了兩種方法得出的懸臂梁固有頻率和固有振型。通過懸臂梁振動實驗平臺采集實驗振動數(shù)據(jù)，應用NNSYS

3、ID工具箱對懸臂梁振動系統(tǒng)進行神經網絡辨識，并在SIMULINK環(huán)境下進行了基于神經網絡的仿真控制。利用dSPACE實時系統(tǒng)建立了基于神經網絡控制算法的半實物仿真平臺，并進行了實驗驗證，分析了實驗結果。
　　 通過使用NNSYSID工具箱對懸臂梁振動系統(tǒng)的神經網絡辨識，表明應用NNSYSID工具箱可以方便的選擇參考輸入、采樣頻率、估計模型和驗證模型，設置初始化變量和參數(shù)，能夠實現(xiàn)對振動系統(tǒng)良好的辨識效果；SIMULINK實例仿真

4、結果表明：神經網絡控制器能很好的控制振動系統(tǒng)的實際輸出，使其跟蹤參考模型的輸出；基于dSPACE實時系統(tǒng)的懸臂梁振動系統(tǒng)的在線控制實驗結果表明：施加于懸臂梁上的激勵頻率離固有頻率越近，減振效果越好。
　　 本文將神經網絡應用到懸臂梁振動系統(tǒng)的振動主動控制中，達到了預期的控制要求，同時也證實了神經網絡在振動主動控制方面的有效性。使用dSPACE實時控制系統(tǒng)可以方便地進行控制算法的開發(fā)和驗證，并能夠對算法進行反復修改和設計，為研究人