基于NAF-FxLMS控制器的垂尾抖振主动控制
2021-03-31杨智春牛文超
刘 昊,杨智春,牛文超,李 魁,王 巍
(西北工业大学 航空学院,西安 710072)
在自适应振动主动控制系统中,通常采用有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器作为自适应控制器。FIR控制器具有结构简单的优点,控制器参数的更新通常采用FxLMS (filtered-x least mean square)算法[1]。FxLMS算法决定了自适应控制系统的稳定性、收敛速度、鲁棒性等性能。为了提高振动主动控制系统的性能,研究人员对FxLMS算法提出了两类改进措施:一类是对控制器结构的改进,例如,采用IIR (infinite impulse response)滤波器作为自适应控制器的滤波x递归最小二乘(FxRLS)算法[2-3];另一类是对影响FxLMS算法性能的收敛步长改进,使用变步长的策略提高来FxLMS算法的收敛速度和收敛精度,常见的有归一化变步长FxLMS算法[4]、泄漏FxLMS(filter-x recursive least square)算法[5]等。
对算法中次级通道的改进也可以改善FxLMS算法性能。Ardekani等[6]的研究表明,适当调整次级通道辨识模型的设计参数,可以提高FxLMS算法的收敛速度;李嘉全等[7]验证了增加次级通道的阻尼可以提高FxLMS算法的性能,还提出了一种前馈阻尼补偿的FxLMS算法[8],通过构造一个期望的次级通道模型,使用LMS算法迭代更新得到前馈阻尼补偿器,来实现对次级通道的阻尼补偿,并进行了仿真验证,但是这种设计方法在实际应用中,面对复杂的多模态系统,很难构造一个期望的次级通道模型,而且无法保证前馈阻尼补偿器的系数收敛。
正位置反馈(positive position feedback,PPF)控制最早由Goh等[9]提出,其原理是通过引入一个高阻尼的补偿器来提高控制系统的阻尼,达到振动抑制的目的,具有简单易行、不容易发散、对溢出不敏感等优点,但是通常控制效果有限,属于低权限控制方法(low authority control,LAC)。……
