[发明专利]一种天平动态力谐波抑制方法及装置

说明书

本发明公开了一种天平动态力谐波抑制方法及装置，涉及风洞天平技术领域，其技术方案要点是：具体包括以下步骤：S1、采用标准加速度传感器采集振动台的加速度信号，并将采集的加速度信号发送至谐波抑制单元；S2、所述谐波抑制单元接收所述加速度信号，所述谐波抑制单元根据所述加速度信号进行谐波去除，生成控制电压信号。本发明的方法通过谐波频率的控制分量精确注入，并通过自适应算法实时调节控制分量权系数，能够避免输出波形的谐波失真的问题，且可调参数少，实现方便，对不同的振动台系统具很强的通用性；同时，本方法能在一定程度上补偿系统的时变特性，在系统特性发生一定范围内的突变或慢时变时，可快速自适应抑制时变的影响。

技术领域

本发明涉及风洞天平技术领域，更具体地说，它涉及一种天平动态力谐波抑制方法及装置。

背景技术

在进行风洞天平动态校准时，振动台物理系统的谐波失真的抑制受到系统内所有组件的非线性因素的影响，其波形失真的抑制效果有限。为了对既定的振动台硬件系统的谐波失真做进一步地抑制，通过控制算法抑制谐波是非常低成本且有效的方式。

现有的控制技术应用在振动台谐波抑制的方法大多是基于传统的反馈控制，其谐波失真抑制的效果非常有限，且对于特定系统需要进行特定的设计，抑制效果也不尽相同，不具有通用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种天平动态力谐波抑制方法及装置，该方法通过改变振动台控制输入电压波形的方式，主动注入谐波频率的控制分量抵消系统输出谐波，并通过自适应逆控制的算法，能够实现对未知幅值和相位的谐波分量的抑制，且对不同系统的谐波失真抑制的通用性强。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种天平动态力谐波抑制方法，具体包括以下步骤：

S1、采用标准加速度传感器采集振动台的加速度信号，并将采集的加速度信号发送至谐波抑制单元；

S2、所述谐波抑制单元接收所述加速度信号，所述谐波抑制单元根据所述加速度信号进行谐波去除，生成控制电压信号；

其中，所述谐波抑制单元根据所述加速度信号进行谐波去除的具体方法为：

1)预设振动台的期望输出波形；

2)基于标准加速度传感器实际采集到的振动台的加速度信号，调整振动台的实际输出波形与期望波形保持一致，形成控制电压信号。

进一步地，步骤S2中所述的调整振动台的实际输出波形与期望波形保持一致的方法包括以下步骤：

A、辨识振动台系统在规定频率及其谐波频率下的系统特性；

B、实时更新每个采样点的振动台系统参数，进行归一化自适应；

C、对振动台实际输出的波形相对期望波形进行误差跟踪，并更新各阶谐波频率分量的权系数，调整振动台的实际输出波形。

进一步地，所述加速度信号为周期波形。

进一步地，步骤A中辨识振动台系统在规定频率及其谐波频率下的系统特性的表达式为：

其中，k表示离散的采样序列；f表示规定频率；

和表示在规定频率f下的第i谐波的振动台系统特性；

(i＝1，2，…，m)，m表示将要抑制的谐波次数；

x_ai(k)＝sin(2πf_it_k)表示各阶谐波频率的正弦基函数；

x_bi(k)＝cos(2πf_it_k)表示各阶谐波频率的余弦基函数，其中f_i＝i*f₁；