CN113639006A - 一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法 - Google Patents

一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车悬架技术领域，并具体公开了一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法。所述系统包括由上至下依次布置的悬置被动模块、悬置主动模块以及控制模块，悬置被动模块输入需要衰减的振动，悬置主动模块包括第一弹性原件、电磁铁模块以及第二弹性原件，控制模块用于采用前馈和反馈相结合的模式控制悬置主动模块输出相相应激振力以在经过一级被动隔振后，进一步消除悬置被动端振动。所述方法通过有无振动源的参考信号，触发前馈和反馈相结合的模式，以获取用于抵消实际振动信号的激振力。本发明使用主、被动复合的悬置结构来消除主动悬置端振动，具有结构简单，鲁棒性好、适应性强的特点。

Description

一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法
技术领域
本发明属于汽车悬架技术领域，更具体地，涉及一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法。
背景技术
发动机作为旋转往复机械是汽车振动噪声的重要来源之一，是影响驾乘舒适性的重要因素。柴油机振动量级较汽油机更大，引起振动噪声问题更加突出。一般通过发动机悬置系统消振、隔振、吸振、阻尼等被动技术措施来减轻发动机的振动并阻止其传播。发动机悬置系统NVH性能设计关键之一，目前悬置系统主要形式为橡胶悬置和液压悬置。
现有技术在隔离发动机传递到车身振动主要是增加橡胶悬置或液压悬置的被动方式，或者对液压悬置增加一套控制系统，改变液压悬置的阻尼特性来实现振动衰减半主动控制。被动隔振系统能有效地隔离机械设备的中高频振动，但其无法同时满足低频隔振对低动态刚度和高静态刚度的要求，因此低频隔振一直是被动隔振技术的瓶颈。中国专利201911057416.6公开了一种汽车发动机悬置，包括安装扣，外壳，螺旋钢丝绳减振器，液压阻尼器以及磁流变阻尼器。本发明具有半主动悬置的优点，可以根据发动机振动变化来改变自身阻尼以满足汽车多工况下宽频带上的减振降噪要求。该发动机悬置弹性原件刚度无法实现主动调整，隔振率会有局限，同时，其无法实现低频全频段的减振降噪，也不能完全消除振动传递。中国专利202010747290.1公开了一种紧凑型低摩擦动磁式主动悬置结构，包括自上而下依次设置的橡胶主簧、流道盖板、下支撑和底座，其中，下支撑和底座之间装夹有电磁作动器定子总成，电磁作动器定子总成内部设置有电磁作动器动子总成，电磁作动器动子总成的第一端通过第一滑动轴承与下支撑连接，电磁作动器动子总成的第二端通过第二滑动轴承与底座连接，电磁作动器动子总成的第一端与流道盖板之间连接有解耦膜，流道盖板与下支撑之间设有皮碗。然而，该悬置结构弹性原件刚度无法实现主动调整，隔振率会有局限，同时，其无法实现低频全频段的减振降噪，也不能完全消除振动传递。
基于上述缺陷和不足，本领域亟需提出一种新的悬置结构，使用主、被动复合的悬置结构来消除悬置被动模块振动，以最大程度隔绝悬置被动模块振动，同时消除悬置被动模块振动的传递。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制系统，其中结合汽车悬置自身的特征及其减振工艺特点，相应设计了一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法，相应的可根据振动来源的不同，选择不同的减振控制方式，以此方式，将主动减振和被动减振的方式与振动来源相结合，消除悬置被动模块振动，从而最大程度隔绝悬置被动端振动，消除悬置被动端振动的传递。本发明具有结构简单，鲁棒性好、适应性强的特点，因而尤其适用于高精密机床、汽车等所有旋转机械的振动隔绝。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，包括悬置被动模块、悬置主动模块以及控制模块，其中，
所述悬置被动模块用于输入需要衰减的振动，并对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，该悬置被动模块底部设有容纳所述悬置主动模块的第一空腔结构；
所述悬置主动模块包括第一弹性原件、电磁铁模块以及第二弹性原件，所述第一弹性原件一端与所述第一空腔结构的顶面固定连接，另一端与所述电磁铁模块的顶面固定连接，所述第二弹性原件设置有多个，每个该第二弹性原件一端与电磁铁模块的底面固定连接，另一端与所述第一空腔结构的底面固定连接；
所述控制模块用于采用前馈控制和反馈控制相结合的模式控制所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。
作为进一步优选的，所述电磁铁模块包括动子永磁铁、定子线圈以及供电组件，所述动子永磁铁的底部设有环形槽，所述定子线圈设于该环线槽内，所述第二弹性原件沿所述环形槽的外圆周向均匀布置，所述供电模块一端与定子线圈连接，另一端与所述主动隔振激励计算模块连接。
作为进一步优选的，所述控制模块包括加速度计、DSP信号处理器以及功率放大器，所述加速度计用于识别经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动，所述DSP信号处理器用于接收振动源的参考信号以及所述加速度计识别的振动信号，并根据振动源的参考信号以及所述加速度计识别的振动信号计算所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率；
所述功率放大器设于所述DSP信号处理器与所述电磁铁模块之间，用于放大所述DSP信号处理器的输出信号。
作为进一步优选的，所述控制模块还包括判定器，该判定器与所述DSP信号处理器通信连接，用于判定触发前馈控制或者触发反馈控制，若振动源有参考信号，则触发前馈控制，并将其获取的参考信号传递给所述DSP信号处理器，若振动源没有参考信号，则触发反馈控制。
作为进一步优选的，所述悬置被动模块包括悬置上外壳体、悬置下外壳体、中间隔板、安装螺柱、悬置橡胶以及橡胶悬置限位结构，所述悬置上外壳体固定设于所述悬置下外壳体上方，该悬置上外壳体和所述悬置下外壳体均为中空结构，所述悬置下外壳体的中空结构沿水平方向设置有中间隔板，该中间隔板将所述悬置下外壳体的中空结构分割成位于中间隔板底部的第一空腔结构以及位于中间隔板上部的第二中空结构，且该第二中空结构由中间隔板、所述悬置下外壳体的内侧壁以及悬置上外壳体的内侧壁共同构成，所述悬置橡胶和橡胶悬置限位结构设于第二中空结构内，且所述橡胶悬置限位结构设于悬置橡胶的顶部，所述悬置上外壳体顶部开设有容纳所述安装螺柱活动穿过的缓冲孔，所述安装螺柱底部与橡胶悬置限位结构固定连接。
作为进一步优选的，所述悬置橡胶的外周侧壁通过硫化粘接的形式与悬置下外壳体的内侧壁一体成型，该悬置橡胶的底面通过硫化粘接的形式与中间隔板一体成型，该悬置橡胶的顶面通过硫化粘接的形式与橡胶悬置限位结构一体成型。
作为进一步优选的，所述橡胶悬置限位结构为限位端板以及限位柱构成的T形结构，该限位端板的横截面不小于所述缓冲孔的横截面；
所述限位端板的顶面硫化有薄层橡胶，该有薄层橡胶的横截面与所述限位端板横截面相同；
所述薄层橡胶的顶面固定设有导向环，所述导向环套设在所述装螺柱(1)的侧壁外周，该导向环穿过所述缓冲孔设置，且该导向环的横截面与缓冲孔的横截面形状相适应。
按照本发明的另一个方面，一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1悬置被动模块输入需要衰减的振动，对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，并获取经一级被动隔振后的振动信号；
S2控制模块识别有无振动源的参考信号，若有，触发前馈控制，进入步骤S3，若无，触发反馈控制，进入步骤S4；
S3控制模块根据振动源的参考信号计算预测振动信号，然后根据预测振动信号以及经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动；
S4控制模块根据经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。
作为进一步优选的，步骤S2具体包括以下步骤：
S21获取悬置被动模块经一级被动隔振后的振动信号s+n0；
S22获取所述参考信号中振动的相关量n1，将其输入自适应滤波器得到信号量y；
S23将经一级被动隔振后的振动信号s+n0与信号量y进行叠加处理，以获取用于抵消经一级被动隔振后的振动信号s+n0的激振力。
作为进一步优选的，步骤S22中，采用自适应控制算法获取所述信号量y，所述适应控制算法的计算模型如下：
Figure BDA0003180390530000051
其中，xk为延迟线性采样而得的参考信号向量，
Figure BDA0003180390530000052
是第k次采样的权值，ek是第k次采样的误差信号，dk为第k次采样的期望输出，wk+1为k+1时刻的权值，wk为第k次采样的权值，α为负梯度方向搜索的步长。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明根据振动来源不同，对悬置被动模块进行主动隔振和被动隔振相结合的方式进行减振，首先悬置被动模块自身进行被动隔振，如采用悬置橡胶进行一级被动隔振，同时，控制模块识别经一级隔振后悬置被动模块的振动信号，并输出用于抵消悬置被动模块经一级隔振后的振动信号的激振力，从而实现悬置被动端的主动减振，以最大程度隔绝悬置被动端振动，理以完全消除悬置被动端振动的传递。本发明可用于高精密机床、汽车等所有旋转机械的振动隔绝。
2.本发明对悬置主动模块进行特定性设计，相应的使得悬置主动模块在控制模块的控制作用下，动子永磁铁产生恒定的磁场，当定子线圈中流过交变电流时，由于电磁力的相互作用，则可动的动子永磁铁产生交变的激振力，并通过第一弹性原件以及第二弹性原件把激振的惯性力传导至悬置下外壳体，该方法使得输出的激振力更加精准稳定。
3.本发明对悬置被动模块进行特定性设计，在大位移下橡胶悬置限位结构与悬置被动端的壳体发生接触，限制悬置橡胶形的位移，保证悬置橡胶产生过大的位移而撕裂损坏，同时，薄层橡胶的顶面与置上外壳体的顶面之间设有指定距离的行程空间，使得悬置被动模块在振动输入时，安装螺柱的振动方向始终保持一致，悬置主动模块输出的激振力也与安装螺柱的振动方向始终保持一致。
4.本发明采用前馈控制，控制模块根据被控系统在运行过程中可能出现的状态偏差，提前实施相应调控措施，调整被控系统输入状态，以防止被控系统偏离给定目标。同时，为了提高前馈控制的精度，本发明前馈控制采用自适应控制算法，具有精度高、鲁棒性好的特点。
5.本发明使用主、被动相结合的隔振方法可以有效地避免被动隔振方法对低频振动的放大作用和主动隔振方法对带宽的限制。此外，混合隔振方法当激振器发生失效，被动隔振部分仍然可以正常工作。
附图说明
图1是本发明优选实施例涉及的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的结构示意图；
图2是本发明涉及的前馈控制的自适应噪声对消原理图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-安装螺柱，2-橡胶悬置限位结构，3-悬置上外壳体，4-悬置下外壳体，5-悬置橡胶，6-动子永磁铁，7-定子线圈，8-第一弹性原件，9-第二弹性原件，10-加速度计，11-DSP信号处理器，12-功率放大器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，包括悬置被动模块、悬置主动模块以及控制模块。本发明根据振动来源不同，对悬置被动端进行主动隔振和被动隔振相结合的方式进行减振，即采用悬置橡胶进行一级被动隔振，同时，采用控制模块识别振动来源以及悬置被动模块的振动，然后控制悬置主动模块输出用于抵消悬置被动模块振动的激振力，从而实现悬置被动端的实时减振，以最大程度隔绝悬置被动端振动，理以完全消除悬置被动端振动的传递。本发明可用于高精密机床、汽车等所有旋转机械的振动隔绝，相比其他悬置结构具有巨大的优势。
在本发明的一个实施例中，悬置被动模块用于输入需要衰减的振动，并对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，该悬置被动模块底部设有容纳所述悬置主动模块的第一空腔结构。更具体的。悬置被动模块包括安装螺柱1、橡胶悬置限位结构2、悬置上外壳体3、悬置下外壳体4以及悬置橡胶5。安装螺柱1为振动输入端，其一端置入橡胶悬置限位结构2内，另一端伸出悬置上外壳体3的顶面。更具体的，在本发明中，悬置上外壳体3与悬置下外壳体4均为壳体结构，即悬置上外壳体3和所述悬置下外壳体4均为中空结构，悬置上外壳体3沿竖直高度方向的横截面为几字形结构，该几字形结构的耳边与悬置下外壳体4的顶边固定连接，一般而言，悬置上外壳体3与悬置下外壳体4直接通过螺栓固定连接，当然其他固定连接的方式也适用于本发明。悬置上外壳体3的顶面开有开设有容纳所述安装螺柱1活动穿过的缓冲孔，所述安装螺柱1底部与橡胶悬置限位结构2固定连接。悬置下外壳体4的中空结构沿水平方向设置有中间隔板，该中间隔板将所述悬置下外壳体4的中空结构分割成位于中间隔板底部的第一空腔结构以及位于中间隔板上部的第二中空结构，且该第二中空结构由中间隔板、所述悬置下外壳体4的内侧壁以及悬置上外壳体3的内侧壁共同构成，所述悬置橡胶5和橡胶悬置限位结构2设于第二中空结构内。橡胶悬置限位结构2固定设于悬置橡胶5的顶面，安装螺柱1插入该橡胶悬置限位结构2的内部，且该安装螺柱1与橡胶悬置限位结构2的中心线共线。进一步的，悬置橡胶5采用硫化粘接的方式与第二中空结构的侧壁固定连接，即悬置橡胶5的外周侧壁通过硫化粘接的形式与悬置下外壳体4的内侧壁一体成型，该悬置橡胶5的底面通过硫化粘接的形式与中间隔板一体成型，该悬置橡胶5的顶面通过硫化粘接的形式与橡胶悬置限位结构2一体成型。更具体的，橡胶悬置限位结构2为限位端板以及限位柱构成的T形结构，该限位端板的横截面不小于所述缓冲孔的横截面；所述限位端板的顶面硫化有薄层橡胶，该有薄层橡胶的横截面与所述限位端板横截面相同。橡胶悬置限位结构2的目的是保证悬置橡胶2部分的可靠性，在大位移下橡胶悬置限位结构2会与悬置被动端的壳体发生接触，限制悬置橡胶5变形的位移，保证悬置橡胶5不产生过大的位移而撕裂损坏。在本发明中，薄层橡胶的顶面与置上外壳体的顶面之间设有指定距离的行程空间。在本发明的优选实施例中，所述薄层橡胶的顶面固定设有导向环，所述导向环套设在所述安装螺柱1的侧壁外周，该导向环穿过所述缓冲孔设置，且该导向环的横截面与缓冲孔的横截面形状相适应。更具体的，导向环与所述安装螺柱1的中心线共线，且该导向环在竖直方向的高度至少不小于悬置橡胶5压缩至极限状态时，薄层橡胶顶面至悬置上外壳体3顶面之间的高度距离。以此方式，使得悬置被动模块在振动输入时，安装螺柱1的振动方向始终保持一致，同时，悬置主动模块输出的激振力也与安装螺柱1的振动方向始终保持一致。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，悬置主动模块包括第一弹性原件、电磁铁模块以及第二弹性原件，所述第一弹性原件一端与所述第一空腔结构的顶面固定连接，另一端与所述电磁铁模块的顶面固定连接，所述第二弹性原件设置有多个，每个该第二弹性原件一端与电磁铁模块的底面固定连接，另一端与所述第一空腔结构的底面固定连接。其中，电磁铁模块包括动子永磁铁6、定子线圈7以及供电组件，所述动子永磁铁6的底部设有环形槽，所述定子线圈7设于该环线槽内，所述第二弹性原件沿所述环形槽的外圆周向均匀布置，所述供电模块一端与定子线圈7连接，另一端与所述主动隔振激励计算模块连接。所述第一弹性原件和第二弹性原件结构相同，均包括减振弹簧以及导向柱，所述减振弹簧套设在所述导向柱上。本发明中，第一空腔结构采用不少于3组的弹簧和导向柱把钕铁硼磁铁等强永磁铁用弹性原件悬浮在腔体内。动子永磁铁6在内壁有环状空隙，其中嵌有一个定子线圈7。环状定子线圈7与悬置下外壳体4刚性连接。动子永磁铁6产生恒定的磁场，当定子线圈7中流过交变电流时，由于电磁力的相互作用，则可动的动子永磁铁6产生交变的激振力，并通过第一弹性原件以及第二弹性原件把激振的惯性力传导至悬置下外壳体4。
如图1和图2所示，控制模块用于采用前馈控制和反馈控制相结合的模式控制所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述悬置被动模块施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。在本发明的一个实施例中，控制模块用于判定触发前馈控制或者触发反馈控制，若振动源有参考信号，则触发前馈控制，控制模块根据振动源的参考信号计算预测振动信号，然后根据预测振动信号以及经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。若振动源没有参考信号，触发反馈控制，控制模块根据经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。更具体的，所述控制模块包括DSP信号处理器11、加速度计10以及功率放大器12，所述DSP信号处理器11用于接收振动源的参考信号以及所述加速度计10采集的误差信号，并计算输出所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率；所述功率放大器12设于所述DSP信号处理器11与所述电磁铁模块之间，用于放大所述DSP信号处理器11的输出信号；所述加速度计10用于获取所述悬置被动模块的经一级被动隔振后的振动信号与所述激振力的误差信号，并将该误差信号传递给所述DSP信号处理器11。
更具体的，在本发明中，悬置下外壳体下部附带有控制模块，控制模块包含一个误差加速度计、一个DSP信号处理器(包含悬置被动模块D/D悬置被动模块/rom芯片等)和一个功率放大器。若振动源有参考信号，比如振动源是发动机，振动与发动机转速相关，可以把发动机转速信号输入到DSP信号处理器，加速度计作为误差传感器，采用前馈控制法提前预测振动发生，并计算输出振动控制信号至功率放大器。若振动源没有参考信号，可采用反馈控制法计算输出振动控制信号至功放模块，此时加速度计作为反馈控制传感器。已知对输出扰动的相关信号时，前馈控制可以得到相比于反馈控制更加突出的控制效果。本发明中，若采用前馈控制，控制模块根据被控系统在运行过程中可能出现的状态偏差，提前实施相应调控措施，调整被控系统输入状态，以防止被控系统偏离给定目标。同时，为了提高前馈控制的精度，本发明前馈控制采用自适应控制算法，自适应算法在自适应振动相互消除中的应用原理如图2所示。
初级输入中包含信号和噪声s+n0。参考输入是噪声的相关量n1，将其输入自适应滤波器得到用以消除初级通道中噪声的信号量y。总的系统输出作为算法的误差信号e。
此类控制核心是采用线性组合器这种基本的自适应结构形式，以及LMS(LeastMean Square最小均方)自适应算法。LMS算法为其适应控制算法权值求解方法，适应控制算法的计算模型如下：
Figure BDA0003180390530000111
其中，xk为延迟线性采样而得的参考信号向量，
Figure BDA0003180390530000112
是第k次采样的权值，ek是第k次采样的误差信号，dk为第k次采样的期望输出，wk+1为k+1时刻的权值，wk为第k次采样的权值，α为负梯度方向搜索的步长。
按照本发明的另一个方面，还提出了一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，悬置被动模块输入需要衰减的振动，对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，并获取经一级被动隔振后的振动信号。本步骤通过悬置被动模块对输入的振动信号进行了一级被动隔振。
步骤二，控制模块识别有无振动源的参考信号，若有，触发前馈控制，进入步骤三，若无，触发反馈控制，进入步骤四；本步骤中，首先去识别有无振动源的参考信号，同时，确定振动源的类型，如振动源是发动机，振动与发动机转速相关。如果是其他振动源，则确定与振动源振动相关的参数。
步骤三，若触发前馈控制，控制模块根据振动源的参考信号计算预测振动信号，然后根据预测振动信号以及经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。本步骤中，需要提前预测振动源的振动信号，然后根据经一级被动隔振后的振动信号，将参考信号所对应的振动信号与被动端经一级被动隔振后的振动信号进行叠加抵消，以获取控制模块输出的激振力。更具体的，首先，获取悬置被动模块经一级被动隔振后的振动信号s+n0；然后，获取所述参考信号中振动的相关量n1，将其输入自适应滤波器得到信号量y；最后，将经一级被动隔振后的振动信号s+n0与信号量y进行叠加处理，以获取用于抵消经一级被动隔振后的振动信号s+n0的激振力。本发明采用的适应控制算法的计算模型如下：
Figure BDA0003180390530000121
其中，xk为延迟线性采样而得的参考信号向量，
Figure BDA0003180390530000122
是第k次采样的权值，ek是第k次采样的误差信号，dk为第k次采样的期望输出，wk+1为k+1时刻的权值，wk为第k次采样的权值，α为负梯度方向搜索的步长。
步骤三，若触发反馈控制，控制模块根据经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。
本发明方法，通过使用主动和被动相结合的悬置结构来消除悬置主动端振动，即在普通橡胶悬置被动端增加一套额外的能量控制系统，控制器控制电磁装置采用惯性力的作动来提供一个反向力抵消橡胶悬置被动端的振动，达到主被动自适应振动控制的目的。进一步的，本发明能适应外扰频率的变化，有效地弥补了被动隔振技术及半主动悬置的缺点和不足。在工程实际中，使用主、被动相结合的隔振方法可以有效地避免被动隔振方法对低频振动的放大作用和主动隔振方法对带宽的限制。在理想情况下(前馈控制)，可以完全消除所参考信号的振动激励。此外，混合隔振方法当激振器发生失效，被动隔振部分仍然可以正常工作。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，包括悬置被动模块、悬置主动模块以及控制模块，其中，
所述悬置被动模块用于输入需要衰减的振动，并对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，该悬置被动模块底部设有容纳所述悬置主动模块的第一空腔结构；
所述悬置主动模块包括第一弹性原件、电磁铁模块以及第二弹性原件，所述第一弹性原件一端与所述第一空腔结构的顶面固定连接，另一端与所述电磁铁模块的顶面固定连接，所述第二弹性原件设置有多个，每个该第二弹性原件一端与电磁铁模块的底面固定连接，另一端与所述第一空腔结构的底面固定连接；
所述控制模块用于采用前馈控制和反馈控制相结合的模式控制所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。
2.根据权利要求1所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述电磁铁模块包括动子永磁铁(6)、定子线圈(7)以及供电组件，所述动子永磁铁(6)的底部设有环形槽，所述定子线圈(7)设于所述环形槽内，所述第二弹性原件沿所述环形槽的外圆周向均匀布置，所述供电模块一端与定子线圈(7)连接，另一端与所述主动隔振激励计算模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述控制模块包括加速度计(10)、DSP信号处理器(11)以及功率放大器(12)，所述加速度计(10)用于识别经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动，所述DSP信号处理器(11)用于接收振动源的参考信号以及所述加速度计(10)识别的振动信号，并根据振动源的参考信号以及所述加速度计(10)识别的振动信号计算所述电磁铁模块输入交变电流的大小和频率；
所述功率放大器(12)设于所述DSP信号处理器(11)与所述电磁铁模块之间，用于放大所述DSP信号处理器(11)的输出信号。
4.根据权利要求3所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述控制模块还包括判定器，该判定器与所述DSP信号处理器(11)通信连接，用于判定触发前馈控制或者触发反馈控制，若振动源有参考信号，则触发前馈控制，并将其获取的参考信号传递给所述DSP信号处理器(11)，若振动源没有参考信号，则触发反馈控制。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述悬置被动模块包括悬置上外壳体(3)、悬置下外壳体(4)、中间隔板、安装螺柱(1)、悬置橡胶(5)以及橡胶悬置限位结构(2)，所述悬置上外壳体(3)固定设于所述悬置下外壳体(4)上方，该悬置上外壳体(3)和所述悬置下外壳体(4)均为中空结构，所述悬置下外壳体(4)的中空结构沿水平方向设置有中间隔板，该中间隔板将所述悬置下外壳体(4)的中空结构分割成位于中间隔板底部的第一空腔结构以及位于中间隔板上部的第二中空结构，且该第二中空结构由中间隔板、所述悬置下外壳体(4)的内侧壁以及悬置上外壳体(3)的内侧壁共同构成，所述悬置橡胶(5)和橡胶悬置限位结构(2)设于第二中空结构内，且所述橡胶悬置限位结构(2)设于悬置橡胶(5)的顶部，所述悬置上外壳体(3)顶部开设有容纳所述安装螺柱(1)活动穿过的缓冲孔，所述安装螺柱(1)底部与橡胶悬置限位结构(2)固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述悬置橡胶(5)的外周侧壁通过硫化粘接的形式与悬置下外壳体(4)的内侧壁一体成型，该悬置橡胶(5)的底面通过硫化粘接的形式与中间隔板一体成型，该悬置橡胶(5)的顶面通过硫化粘接的形式与橡胶悬置限位结构(2)一体成型。
7.根据权利要求5所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统，其特征在于，所述橡胶悬置限位结构(2)为限位端板以及限位柱构成的T形结构，该限位端板的横截面不小于所述缓冲孔的横截面；
所述限位端板的顶面硫化有薄层橡胶，该有薄层橡胶的横截面与所述限位端板横截面相同；
所述薄层橡胶的顶面固定设有导向环，所述导向环套设在所述装螺柱(1)的侧壁外周，该导向环穿过所述缓冲孔设置，且该导向环的横截面与缓冲孔的横截面形状相适应。
8.一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1悬置被动模块输入需要衰减的振动，对该需要衰减的振动进行一级被动隔振，并获取经一级被动隔振后的振动信号；
S2控制模块识别有无振动源的参考信号，若有，触发前馈控制，进入步骤S3，若无，触发反馈控制，进入步骤S4；
S3控制模块根据振动源的参考信号计算预测振动信号，然后根据预测振动信号以及经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动；
S4控制模块根据经一级被动隔振后的振动信号计算电磁铁模块输入交变电流的大小和频率，以对所述被动振动悬置施加相应激振力，从而消除经一级被动隔振后所述悬置被动模块的振动。
9.根据权利要求8所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
S21获取悬置被动模块经一级被动隔振后的振动信号s+n0；
S22获取所述参考信号中振动的相关量n1，将其输入自适应滤波器得到信号量y；
S23将经一级被动隔振后的振动信号s+n0与信号量y进行叠加处理，以获取用于抵消经一级被动隔振后的振动信号s+n0的激振力。
10.根据权利要求9所述的一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统的控制方法，其特征在于，步骤S22中，采用自适应控制算法获取所述信号量y，所述适应控制算法的计算模型如下：
Figure FDA0003180390520000041
其中，xk为延迟线性采样而得的参考信号向量，
Figure FDA0003180390520000042
是第k次采样的权值，ek是第k次采样的误差信号，dk为第k次采样的期望输出，wk+1为k+1时刻的权值，wk为第k次采样的权值，α为负梯度方向搜索的步长。
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