基于自適應性和魯棒性的主動振動控制（方法與試驗）

目錄
譯者序
原書前言
縮略詞
重點詞匯索引
第一篇 基于自適應性和魯棒性的主動振動控制介紹
第1章 基于自適應性和魯棒性主動振動控制的基本概念 3
1.1 主動振動控制：原因及方式 3
1.2 反饋框架的概念 8
1.3 主動阻尼 10
1.4 魯棒調(diào)節(jié)范式 10
1.5 自適應調(diào)節(jié)范式 11
1.6 結(jié)束語 13
1.7 注釋和參考資料 13
參考文獻 14
第2章 試驗平臺 18
2.1 使用反饋補償?shù)闹鲃右簤簯壹芟到y(tǒng) 18
2.2 通過慣性作動器進行反饋補償?shù)闹鲃诱駝涌刂葡到y(tǒng) 20
2.3 具有前饋-反饋補償?shù)姆植际饺嵝詸C械結(jié)構(gòu)的主動控制 23
2.4 結(jié)束語 26
2.5 注釋和參考資料 26
參考文獻 27
第二篇 主動振動控制技術
第3章 主動振動控制系統(tǒng)——模型表示 31
3.1 系統(tǒng)描述 31
3.1.1 連續(xù)時間與離散時間的動力學模型 31
3.1.2 數(shù)字控制系統(tǒng) 32
3.1.3 用于控制的離散時間系統(tǒng)模型 33
3.2 結(jié)束語 36
3.3 參考資料 36
參考文獻 36
第4章 參數(shù)自適應算法 37
4.1 引言 37
4.2 可調(diào)模型的結(jié)構(gòu) 38
4.2.1 例（a）:用于系統(tǒng)辨識的遞歸構(gòu)型——方程誤差 38
4.2.2 例（b）:自適應前饋補償——輸出誤差 39
4.3 基本參數(shù)自適應算法 41
4.3.1 基本梯度算法 42
4.3.2 改進梯度算法 44
4.3.3 遞歸*小二乘算法 48
4.3.4 自適應增益的選擇 53
4.3.5 案例 57
4.4 參數(shù)自適應算法的穩(wěn)定性 59
4.4.1 自適應預測量的等效反饋表示 59
4.4.2 PAA的一般結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性 61
4.4.3 輸出誤差算法——穩(wěn)定性分析 65
4.5 參數(shù)收斂 66
4.5.1 問題 66
4.6 參數(shù)自適應算法的LMS群 70
4.7 結(jié)束語 71
4.8 注釋和參考資料 72
參考文獻 72
第5章 主動振動控制系統(tǒng)的辨識——基礎 74
5.1 引言 74
5.2 輸入/輸出數(shù)據(jù)采集和預處理 75
5.2.1 根據(jù)試驗方案進行輸入/輸出數(shù)據(jù)采集 75
5.2.2 偽隨機二進制序列 76
5.2.3 數(shù)據(jù)預處理 78
5.3 根據(jù)數(shù)據(jù)估計模型階次 78
5.4 參數(shù)估計算法 80
5.4.1 擴展遞歸*小二乘法（RELS） 82
5.4.2 擴展預測模型的輸出誤差（XOLOE） 84
5.5 已辨識模型的驗證 85
5.5.1 白噪聲檢驗 86
5.6 結(jié)束語 87
5.7 注釋和參考資料 88
參考文獻 88
第6章 開環(huán)運行中試驗平臺的辨識 89
6.1 開環(huán)運行中主動液壓懸架的辨識 89
6.1.1 次級通路辨識 90
6.1.2 主通路辨識 94
6.2 基于慣性作動器的反饋補償AVC系統(tǒng)的辨識 95
6.2.1 次級通路辨識 95
6.2.2 主通路辨識 101
6.3 基于前饋-反饋補償?shù)闹鲃臃植际饺嵝詸C械結(jié)構(gòu)的辨識 101
6.4 結(jié)束語 106
6.5 注釋和參考資料 106
參考文獻 106
第7章 主動振動控制的數(shù)字控制策略——基礎 108
7.1 數(shù)字控制器 108
7.2 極點配置 110
7.2.1 HR與HS的選擇——案例 111
7.2.2 內(nèi)模原理（IMP） 113
7.2.3 Youla-Ku*era參數(shù)化 113
7.2.4 魯棒性裕度 115
7.2.5 模型不確定性與魯棒穩(wěn)定性 118
7.2.6 靈敏度函數(shù)模板 119
7.2.7 靈敏度函數(shù)的性質(zhì) 120
7.2.8 輸入靈敏度函數(shù) 122
7.2.9 構(gòu)造主動振動控制的靈敏度函數(shù) 123
7.3 實時控制案例：使用慣性作動器的主動振動控制系統(tǒng)的窄帶擾動衰減 127
7.4 通過凸優(yōu)化構(gòu)造靈敏度函數(shù)的極點配置 130
7.5 結(jié)束語 133
7.6 注釋和參考資料 133
參考文獻 133
第8章 閉環(huán)運行中的辨識 136
8.1 引言 136
8.2 閉環(huán)輸出誤差辨識方法 137
8.2.1 閉環(huán)輸出誤差算法（CLOE） 140
8.2.2 濾波閉環(huán)輸出誤差算法（F-CLOE）和自適應濾波閉環(huán)輸出誤差算法（AF-CLOE） 141
8.2.3 擴展閉環(huán)輸出誤差算法（X-CLOE） 142
8.2.4 考慮模型中已知的固定部分 143
8.2.5 估計模型的性質(zhì) 144
8.2.6 閉環(huán)運行中辨識模型的驗證 144
8.3 實時控制案例：使用慣性作動器的主動控制系統(tǒng)在閉環(huán)中的辨識和控制器再設計 146
8.4 結(jié)束語 150
8.5 注釋和參考資料 151
參考文獻 151
第9章 降低控制器復雜度 152
9.1 引言 152
9.2 直接降階控制器的準則 154
9.3 通過閉環(huán)辨識降階控制器的估計 156
9.3.1 閉環(huán)輸入匹配 156
9.3.2 閉環(huán)輸出匹配 158
9.3.3 考慮名義控制器的固定部分 159
9.4 實時控制案例：降低控制器復雜度 160
9.5 結(jié)束語 163
9.6 注釋和參考資料 163
參考文獻 164
第三篇 主動阻尼控制技術
第10章 主動阻尼 167
10.1 引言 167
10.2 性能指標 169
10.3 使用凸優(yōu)化構(gòu)造靈敏度函數(shù)的控制器設計 171
10.4 基于開環(huán)辨識模型設計的控制器閉環(huán)辨識主動液壓懸架 174
10.5 基于閉環(huán)辨識模型的控制器再設計 176
10.6 降低控制器的復雜度 178
10.6.1 使用仿真數(shù)據(jù)的閉環(huán)輸出匹配算法（CLOM） 179
10.6.2 名義控制器和降階控制器的實時性能對比 180
10.7 基于帶阻濾波器構(gòu)造靈敏度函數(shù)的控制器設計 181
10.8 結(jié)束語 186
10.9 注釋和參考資料 187
參考文獻 188
第四篇 窄帶擾動的反饋衰減
第11章 窄帶擾動反饋衰減的魯棒控制器設計 193
11.1 引言 193
11.2 系統(tǒng)描述 194
11.3 魯棒控制器設計 195
11.4 試驗結(jié)果 198
11.4.1 兩種時變音調(diào)擾動 199
11.4.2 振動擾動的衰減 200
11.5 結(jié)束語 202
11.6 注釋和參考資料 202
參考文獻 202
第12章 窄帶擾動的直接自適應反饋衰減 204
12.1 引言 204
12.2 未知且時變的窄帶擾動的直接自適應反饋衰減 205
12.2.1 引言 205
12.2.2 采用Youl～Kueera參數(shù)化的直接自適應調(diào)節(jié) 208
12.2.3 魯棒性的考慮 210
12.3 窄帶擾動衰減的性能評估指標 211
12.4 試驗結(jié)果：自適應與魯棒性的比較 213
12.4.1 Youla-Kucera參數(shù)化的中央控制器 213
12.4.2 兩個單模態(tài)的振動控制 214
12.4.3 振動擾動 216
12.5 主動液壓懸架上未知窄帶擾動的自適應衰減 219
12.6 使用慣性作動器的主動振動控制系統(tǒng)上未知窄帶擾動的自適應衰減 221
12.6.1 中央控制器的設計 222
12.6.2 實時結(jié)果 224
12.7 其他試驗結(jié)果 226
12.8 結(jié)束語 226
12.9 注釋和參考資料 226
參考文獻 227
第13章 多稀疏未知時變窄帶擾動的自適應衰減 231
13.1 引言 231
13.2 線性控制挑戰(zhàn) 231
13.2.1 使用帶阻濾波器對多窄帶擾動進行衰減 232
13.2.2 使用調(diào)諧陷波濾波器的IMP設計 236
13.2.3 使用輔助低阻尼復極點的IMP設計 237
13.3 使用Youla-Ku*eraIIR參數(shù)化的交錯自適應調(diào)節(jié) 238
13.3.1 AQ的估計 240
13.3.2 BQ（q-1）的估計 242
13.4 使用帶阻濾波器的間接自適應調(diào)節(jié) 246
13.4.1 間接自適應調(diào)節(jié)的基本方案 246
13.4.2 使用Youla^Kufiera參數(shù)化降低設計的計算量 247
13.4.3 使用自適應陷波濾波器的頻率估計 249
13.4.4 間接自適應方案的穩(wěn)定性分析 251
13.5 試驗結(jié)果：三個可變頻率的音調(diào)擾動的衰減 251
13.6 試驗結(jié)果：多個窄帶擾動衰減的自適應調(diào)節(jié)方案的比較評估 256
13.6.1 引言 256
13.6.2 全局評估準則 257
13.7 結(jié)束語 262
13.8 注釋和參考資料 263
參考文獻 263
第五篇 寬帶擾動的前饋-反饋衰減
第14章 基于數(shù)據(jù)的寬帶擾動前饋補償器的設計 269
14.1 引言 269
14.2 基于數(shù)據(jù)的前饋補償器設計的間接方法 271
14.3 基于數(shù)據(jù)的前饋補償器設計的直接方法 272
14.4 前饋補償器的直接估計和實時測試 275
14.5 結(jié)束語 281
14.6 注釋和參考資料 281
參考文獻 282
第15章 擾動的自適應前饋補償 285
15.1 引言 285
15.2 基本方程與符號 287
15.3 算法的開發(fā) 289
15.4 算法的分析 292
15.4.1 完美匹配的案例 292
15.4.2 非完美匹配的案例 294
15.4.3 放寬正實條件 295
15.5 寬帶擾動的自適應衰減——試驗結(jié)果 296
15.5.1 采用矩陣自適應增益的寬帶擾動抑制 296
15.5.2 采用標量自適應增益的寬帶擾動抑制 301
15.6 殘余誤差濾波的自適應前饋補償 306
15.7 寬帶擾動的自適應前饋+固定反饋補償 308
15.7.1 算法的開發(fā) 310
15.7.2 算法的分析 311
15.8 寬帶擾動的自適應前饋+固定反饋衰減——試驗結(jié)果 312
15.9 結(jié)束語 314
15.10 注釋和參考資料 314
參考文獻 315
第16章 Youla-Ku*era參數(shù)化自適應前饋補償器 320
16.1 引言 320
16.2 基本方程和符號 321
16.3 算法的開發(fā) 323
16.4 算法的分析 326
16.4.1 完美匹配的案例 326
16.4.2 非完美匹配的情況 326
16.4.3 放寬正實條件 327
16.4.4 算法總結(jié) 327
16.5 試驗結(jié)果 329
16.5.1 中央控制器和比較目標 329
16.5.2 使用矩陣自適應增益抑制寬帶擾動 329
16.5.3 使用標量自適應增益抑制寬帶擾動 333
16.6 算法的比較 334
16.7 結(jié)束語 335
16.