[发明专利]一种基于卡尔曼滤波器的电液伺服系统随机振动控制方法

权利要求书

1.一种基于卡尔曼滤波器的电液伺服系统随机振动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、设定待再现的加速度功率谱密度信号为加速度功率谱密度参考信号(1)；

B、将加速度功率谱密度参考信号(1)转化为加速度时域驱动信号(2)；

C、将电液伺服系统(4)的加速度输入信号作为卡尔曼滤波器I(6)的加速度输入信号，并计算电液伺服系统(4)的加速度输出信号即响应信号(5)与卡尔曼滤波器I(6)的加速度输出信号之差；

D、基于电液伺服系统(4)的加速度输出信号(5)与卡尔曼滤波器I(6)的加速度输出信号之差，利用单步预测卡尔曼滤波算法实时在线调整卡尔曼滤波器I(6)的权值，进行电液伺服系统(4)频率响应函数的辨识；

E、利用卡尔曼滤波器I(6)对电液伺服系统(4)进行频率响应函数辨识的结果构造滤波器IV(7)，并对加速度时域驱动信号(2)进行滤波，将滤波器IV(7)的加速度输出信号作为卡尔曼滤波器II(8)的加速度输入信号；

F、将加速度时域驱动信号(2)做延时(9)，并计算延时(9)后的加速度时域驱动信号(2)与卡尔曼滤波器II(8)的加速度输出信号之差；

G、基于延时(9)后的加速度时域驱动信号(2)与卡尔曼滤波器II(8)的加速度输出信号之差，利用单步预测卡尔曼滤波算法实时在线调整卡尔曼滤波器II(8)的权值，进行卡尔曼滤波器I(6)的阻抗辨识；

H、利用卡尔曼滤波器II(8)对卡尔曼滤波器I(6)进行阻抗辨识的结果构造滤波器III(3)，并对加速度时域驱动信号(2)进行滤波，将滤波器III(3)的加速度输出信号作为电液伺服系统(4)的加速度输入信号。

2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波器的电液伺服系统随机振动控制方法，其特征在于：步骤B所述的将加速度功率谱密度参考信号(1)转化为加速度时域驱动信号(2)过程描述为：

B1、将功率谱密度参考信号经Cholesky分解(10)转换为幅值谱：

|H(ω)|=R(ω)]]>

式中，|H(ω)|为幅值谱，R(ω)为功率谱密度参考信号；

B2、经随机相位生成(11)将幅值谱转换为频谱；

H(ω)=|H(ω)|ejθi]]>

式中，θ_i为高斯分布的随机相位，i＝1，...，N，N为系统采样频率；

B3、将频谱经逆傅里叶变换转换(12)为一帧时域信号：

d′(t)＝IFFT[H(ω)]

式中，d′(t)为一帧时域信号；

B4、将d′(t)经时域随机化(13)转换为长时间时域驱动信号(2)；其中，时域随机化过程由随机延迟(14)、反向(15)、加窗(16)和叠加(17)四个步骤组成；设序列d′(t)长度为n，将d′(t)首尾相联；所述的随机延迟(14)是指随机选取序列d′(t)中的任意一点作为起始点，选取长度为n的新序列；所述的反向(15)是将随机延迟(14)所得新序列的所有元素倒序排列的过程；所述的加窗(16)是指计算随机延迟(14)所得的新序列和反向(15)后得到的新序列与窗函数的乘积；所述的叠加(17)，是指将加窗(16)所得长度为n的两个序列重叠后相加得到长度为的序列的过程。