频域加权LQR控制器改进设计*

2021-04-09张进秋

国防科技大学学报 2021年2期

李欣，张进秋

(1. 陆军装甲兵学院车辆工程系，北京 100072； 2. 中国人民解放军92578部队，北京 100161)

在船舶隔振领域，为了抑制设备振动向船体传递，通常在设备与船体间安装各种类型的隔振装置，以降低振源传递到船体或其他隔振对象的振动[1-2]。这些传统隔振装置对于高频振动的隔离效果较好，但对低频段振动的抑制作用有限，而且船舶隔振普遍存在低频部分振动量级较大的问题。

振动主动控制技术可以使隔振系统较好地适应外界激励的变化，而且对低频振动抑制效果显著[3-4]，是当前振动控制领域的研究重点。振动主动控制的实现方法有多种[5-6]，其中，基于线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator, LQR)的方法是较为成熟的振动主动控制方法之一[7]，该方法通过对某些性能指标进行加权的方式，达到对某个特定频段的振动进行重点控制的目的[8]。黄兴惠等[9]在车辆悬架系统中采用了LQR方法，针对人体较为敏感频率范围内的振动实施了控制，取得了较好效果。王檑等[8]以卫星隔振平台为研究对象，设计了一种频域加权LQR控制器，通过对某些振动量级较大的频段进行加权，降低了卫星在该频段内的振动，且在其他频段没有恶化。受上述研究启发，本文在频域加权LQR控制器基础上，通过对LQR控制器滤波器的改进，提出了一种新型滤波器设计方法，其通过增大低频部分权重来增加低频控制力，进而提高振动控制效果。