CN109932906A - 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法 - Google Patents

一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109932906A
CN109932906A CN201910194209.9A CN201910194209A CN109932906A CN 109932906 A CN109932906 A CN 109932906A CN 201910194209 A CN201910194209 A CN 201910194209A CN 109932906 A CN109932906 A CN 109932906A
Authority
CN
China
Prior art keywords
secondary channel
control method
engine mount
fxlms
active engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910194209.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109932906B (zh
Inventor
郭荣
陈浩
周子巍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910194209.9A priority Critical patent/CN109932906B/zh
Publication of CN109932906A publication Critical patent/CN109932906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109932906B publication Critical patent/CN109932906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，本发明在原有FxLMS数据处理方法的基础上，提出了拓展的次级通道的设计。该拓展的次级通道不仅包含传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径，还包含了传感器、控制器内的电子路径以及从传递力到加速度的传递路径，该拓展次级通道采用试验的方法进行辨识，最终以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入控制方法模型中。与现有技术相比，本发明具有辨识方法简单、便捷，能极大的提高基于FxLMS数据处理方法的控制方法的鲁棒性能和跟随性能，避免FxLMS数据处理方法发散等优点。

Description

一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机隔振领域，尤其是涉及一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法。
背景技术
内燃机的结构形式，主要是以曲柄连杆机构组成的以往复运动为特点的热动力机。虽然根据相似的工作原理，在结构上还发展有回转式、凸轮盘式等，但当前主要应用的仍然是曲柄连杆机构，其工作特点是间歇性的周期性循环，这使得内燃机中的零部件承受着周期性变动力的作用。内燃机发生各类振动现象的激励，主要来自气缸内的气体压力，以及由于主运动机构的运动而产生的惯性力。
传统上的液压悬置和橡胶悬置无法从根本上抑制发动机的振动问题，主动悬置作为一种新型的主动隔振方法，能够大幅度抑制发动机的振动问题，现有的用于汽车发动机隔振领域的控制方法如专利CN201610219655.7，但该方法存在控制效果不佳，相位误差和幅值误差大的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，旨在提升传统FxLMS控制方法的控制效果，通过拓展次级通道的方式，减小次级通道估计模型的相位误差以及幅值误差，提升控制效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，该控制方法采用拓展次级通道作为次级通道估计模型，该拓展次级通道包括用于作为传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径、用于调节电压信号的电子路径以及从悬置传递力到被动端加速度的传递路径，该拓展次级通道经辨识后嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
优选地，所述的拓展次级通道具体采用试验的方法进行辨识。
优选地，所述的电子路径为包含有传感器和主动悬置控制器的电子路径。
优选地，所述的拓展次级通道经辨识后以FIR滤波器的形式嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
优选地，所述的拓展次级通道经辨识后以幅值与相位响应数表的形式嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
优选地，所述的辨识的过程包括以下步骤：
步骤1：使用控制器对主动悬置内作动器进行激励；
步骤2：记录激励的电压以及主动悬置被动端的加速度信号；
步骤3：由记录的电压以及加速度信号得出传递函数，即拓展次级通道的传递函数；
步骤4：将辨识出的拓展次级通道以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入到控制模型中。
优选地，所述步骤1中的激励为随机激励或扫频激励。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)控制精确度高，本发明方法能够避免FxLMS数据处理方法次级通道辨识误差带来的控制性能变差的问题，本控制方法中拓展次级通道的辨识方法简单、便捷，能极大的提高FxLMS控制方法的鲁棒性能和跟随性能，避免算法发散。
(2)适用性广，本发明方法将传统控制算法中的次级通道估计模型进行了拓展，拓展的次级通道模型不仅包含传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径，还包含了传感器、控制器内的电子路径以及从悬置传递力到被动端加速度的传递路径，适用范围大。
附图说明
图1为本发明的整体方法流程示意图；
图2为本发明控制方法过程中的试验辨识过程示意图；
图3为FxLMS控制方法中传统次级通道传递函数变化示意图，其中，图3(a)为传统次级通道传递函数的动刚度变化示意图，图3(b)为传统次级通道传递函数的相位变化示意图；
图4为本发明中的拓展次级通道传递函数变化示意图，其中，图4(a)为拓展次级通道传递函数的幅值变化示意图，图4(b)为拓展次级通道传递函数的相位变化示意图；
图5为本发明基于拓展次级通道的FxLMS控制方法效果图；
图6为FxLMS数据处理方法学习率的取值范围随次级通道估计误差的变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
FxLMS控制方法是一种广泛用于主动隔振的控制方法，该方法中包含的次级通道估计模型对整个控制方法的收敛性能至关重要，次级通道估计的幅值和相位误差对FxLMS控制方法学习率的影响如图6所示，从图6中可以看出，当相位误差达到90°的时候，控制方法将不可避免的发散，这会极大的影响主动悬置的隔振效果，然而，传统的次级通道中仅考虑了从输入作动器电压到悬置被动端传递力的传递路径，在实际应用中，由于悬置安装点位置紧凑而力传感器需安装在悬置的轴向位置，故主机厂大多使用加速度传感器来替代力传感器。于是，从悬置被动端传递力到悬置被动端加速度的传递路径，以及作动器电机控制器和主动悬置控制器内的电子路径，会引入幅值与相位误差。本发明通过对次级通道的概念进行拓展，将传统的次级通道模型和传感器、控制器内的电子路径以及从悬置传递力到被动端加速度的传递路径进行整合，得到了拓展的次级通道模型。
如图1所示为本发明的整体方法流程示意图，该控制方法采用拓展次级通道作为次级通道估计模型，该拓展次级通道包括用于作为传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径、用于调节电压信号的电子路径以及从悬置传递力到被动端加速度的传递路径，该拓展次级通道经辨识后嵌入主动悬置控制方法的控制模型中，
本实施例中，电子路径为包含有传感器和主动悬置控制器的电子路径，拓展次级通道经辨识后以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入控制模型中。
由于拓展的次级通道模型带有电子通道、加速度导纳通道等，难以用数学模型的方式描述，需要采用试验的方法加以辨识，如图2所示，在辨识过程中，不需要额外的数据采集器以及传感器，辨识的过程主要包括：(1)使用控制器对主动悬置内作动器进行扫频激励或随机激励；(2)记录激励的电压以及主动悬置被动端的加速度信号；(3)由记录的电压以及加速度信号得出传递函数，即拓展次级通道的传递函数；(4)将辨识出的拓展次级通道以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入到控制模型中，最后，在试验中使用新型的FxLMS控制方法进行隔振控制，验证控制效果，具体如图5所示。
本实施例中，拓展次级通道传递函数与传统次级通道传递函数的效果对比示意图如图3(a)、图3(b)、图4(a)和图4(b)所示。
图中中英文意思参照如下：
Engine vibration：发动机振动。
Primary path：主通道。
Secondary path：次级通道。
Reference signal：参考信号。
Secondary path estimation：次级通道估计模型。
LMS：LMS自适应滤波器。
Input voltage：输入电压。
Output acceleration：输出加速度。
Recording：记录。
AEM：主动悬置。
Dynamic stiffness：动刚度。
Phase：相位。
acc：加速度。
SDyn(n)：传统次级通道传递函数。
Extended secondary path function：拓展次级通道传递函数。
Magnitude：幅值。
Ferqucency：频率。
μ：学习率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，该控制方法采用拓展次级通道作为次级通道估计模型，该拓展次级通道包括用于作为传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径、用于调节电压信号的电子路径以及从悬置传递力到被动端加速度的传递路径，该拓展次级通道经辨识后嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
2.根据权利要求1所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述的拓展次级通道具体采用试验的方法进行辨识。
3.根据权利要求1所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述的电子路径为包含有传感器和主动悬置控制器的电子路径。
4.根据权利要求1所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述的拓展次级通道经辨识后以FIR滤波器的形式嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
5.根据权利要求1所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述的的拓展次级通道经辨识后以幅值与相位响应数表的形式嵌入主动悬置控制方法的控制模型中。
6.根据权利要求1所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述的辨识的过程包括以下步骤：
步骤1：使用控制器对主动悬置内作动器进行激励；
步骤2：记录激励的电压以及主动悬置被动端的加速度信号；
步骤3：由记录的电压以及加速度信号得出传递函数，即拓展次级通道的传递函数；
步骤4：将辨识出的拓展次级通道以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入到控制模型中。
7.根据权利要求6所述的一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法，其特征在于，所述步骤1中的激励为随机激励或扫频激励。
CN201910194209.9A 2019-03-14 2019-03-14 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法 Active CN109932906B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910194209.9A CN109932906B (zh) 2019-03-14 2019-03-14 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910194209.9A CN109932906B (zh) 2019-03-14 2019-03-14 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109932906A true CN109932906A (zh) 2019-06-25
CN109932906B CN109932906B (zh) 2021-12-31

Family

ID=66986914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910194209.9A Active CN109932906B (zh) 2019-03-14 2019-03-14 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109932906B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110262243A (zh) * 2019-07-02 2019-09-20 上海大学 一种混合并联自适应结构微振动主动控制方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090037048A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Integrated open and closed-loop control method for active engine mounts
US20090211435A1 (en) * 2006-09-30 2009-08-27 Xiaogang Yi Method and Device for Suppressing Vibration of Boom of Concrete Pump Truck
CN102289202A (zh) * 2011-01-31 2011-12-21 上海大学 控制通道在线实时辨识的压电智能结构振动主动控制方法
US20120158191A1 (en) * 2009-06-12 2012-06-21 Niek Rijnveld active vibration isolation and damping system
EP2787502A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-08 2236008 Ontario Inc. Active noise equalization
CN104880947A (zh) * 2015-04-30 2015-09-02 中国人民解放军海军工程大学 一种机械主动隔振的多通道窄带控制算法
CN105717794A (zh) * 2016-04-11 2016-06-29 同济大学 基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法
CN105786038A (zh) * 2016-04-15 2016-07-20 西北工业大学 一种时频域混合自适应滤波的结构振动主动控制方法
CN107102658A (zh) * 2017-02-24 2017-08-29 苏州东菱智能减振降噪技术有限公司 一种离线次级通道的辨识方法及装置
CN108717257A (zh) * 2018-03-12 2018-10-30 同济大学 一种基于粒子群优化的pid主动悬置控制方法
CN108762331A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 华中科技大学 一种主动隔振控制器及其设计方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090211435A1 (en) * 2006-09-30 2009-08-27 Xiaogang Yi Method and Device for Suppressing Vibration of Boom of Concrete Pump Truck
US20090037048A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Integrated open and closed-loop control method for active engine mounts
US20120158191A1 (en) * 2009-06-12 2012-06-21 Niek Rijnveld active vibration isolation and damping system
CN102289202A (zh) * 2011-01-31 2011-12-21 上海大学 控制通道在线实时辨识的压电智能结构振动主动控制方法
EP2787502A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-08 2236008 Ontario Inc. Active noise equalization
US20140301569A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 2236008 Ontario, Inc. Active noise equalization
CN104880947A (zh) * 2015-04-30 2015-09-02 中国人民解放军海军工程大学 一种机械主动隔振的多通道窄带控制算法
CN105717794A (zh) * 2016-04-11 2016-06-29 同济大学 基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法
CN105786038A (zh) * 2016-04-15 2016-07-20 西北工业大学 一种时频域混合自适应滤波的结构振动主动控制方法
CN107102658A (zh) * 2017-02-24 2017-08-29 苏州东菱智能减振降噪技术有限公司 一种离线次级通道的辨识方法及装置
CN108717257A (zh) * 2018-03-12 2018-10-30 同济大学 一种基于粒子群优化的pid主动悬置控制方法
CN108762331A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 华中科技大学 一种主动隔振控制器及其设计方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FABIAN HAUSBERG 等: "Experimental and analytical study of secondary path variations in active engine mounts", 《JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION》 *
RONG GUO 等: "Extended filtered-x-least-mean-squares algorithm for an active control engine mount based on acceleration error signal", 《ADVANCES IN MECHANICAL ENGINEERING》 *
RONG GUO 等: "Parametric identification study of an active engine mount：Combination of finite element analysis and experiment", 《JOURUAL OF AUTOMOBILE ENGINEERING》 *
朱明刚 等: "声振主动控制系统中误差通道的在线辨识问题", 《噪声与振动控制》 *
浦玉学 等: "基于次级通道在线辨识新算法的振动主动控制", 《振动、测试与诊断》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110262243A (zh) * 2019-07-02 2019-09-20 上海大学 一种混合并联自适应结构微振动主动控制方法
CN110262243B (zh) * 2019-07-02 2022-12-23 上海大学 一种混合并联自适应结构微振动主动控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109932906B (zh) 2021-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
El-Ghamry et al. Indirect measurement of cylinder pressure from diesel engines using acoustic emission
CN105717794B (zh) 基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法
DE10392932D2 (de) Verfahren zum Vermindern von Rupfschwingungen
CN105975352B (zh) 一种缓存数据处理方法及服务器
US20180038334A1 (en) Two-scale command shaping for reducing vehicle vibration during engine start or restart
Brach Automotive powerplant isolation strategies
CN109932906A (zh) 一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法
Kraus et al. Development of active engine mounts based on piezo actuators
CN109311380B (zh) 用于混合动力电动车辆不点火检测的响应幅度修正
CN113722943A (zh) 一种针对长头卡车发动机罩的疲劳耐久性分析方法
CN111062143B (zh) 一种汽车发动机惯性参数识别方法
CN113202627A (zh) 发动机失火检测方法及控制器
Tousignant et al. NVH target cascading from customer interface to vehicle subsystems
Cavina et al. Analysis of a dual mass flywheel system for engine control applications
CN110095993A (zh) 具有延迟补偿的协同仿真系统及控制协同仿真系统的方法
CN110231170A (zh) 一种变速器冲击噪声的试验方法
CN115416471A (zh) 一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法
Sengupta et al. Hybrid automata modeling of SI gasoline engines towards state estimation for fault diagnosis
CN112855354A (zh) 发动机环境自适应控制方法、装置、控制器和飞行系统
CN107229776B (zh) 一种考虑排烟管热膨胀的柴油机隔振系统模态分析方法
US8473266B2 (en) Method for simulating a physical property of a technical structure by a component model
Yadav et al. Correlation of test with CAE of dynamic strains on transmission housing for 4WD automotive powertrain
Kang et al. Transient Nonlinear Full-Vehicle Vibration Analysis
Zetty et al. Investigation of Sensitivity Effect Based on Mass and Stiffness Modification in Automobile Crankshaft
Harrison et al. A hybrid boundary for the prediction of intake wave dynamics in IC engines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant