吉林大学赵嘉琦获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120630660B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511134313.0,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法及系统是由赵嘉琦;庄晔设计研发完成,并于2025-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于自动控制技术领域,具体涉及基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法及系统,该方法通过施加宽频激励信号并采集响应信号,利用系统辨识确定振动系统传递函数;然后分析传递特性,划分频段并优化阻抗参数组合,形成频段参数映射表;通过扩展卡尔曼滤波算法实时估计振动系统的振动主频,结合映射关系确定对应阻抗参数;根据实时振动信息计算目标控制力和目标电流指令,驱动电机输出控制力,实现变阻抗控制。本发明解决了传统方法在宽频激励下的频域适应性缺陷,适用于车辆悬架、精密仪器隔振等需要动态调节振动特性的机电系统,能够显著优化负载加速度均方根值等关键指标。
本发明授权基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于振动主频估计的变阻抗振动控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 在振动系统的振动部位安装加速度传感器,并在振动部位与固定基座之间安装位移传感器,实时采集振动系统的时域振动信号,采样频率不低于系统最高工作频率的2.5倍; 采用激振器向振动系统施加覆盖目标频段的宽频激励信号,所述宽频激励信号包括线性扫频信号、离散多频合成信号和粉红噪声信号,以激发振动系统的全频段响应; 采集振动系统在所述宽频激励信号作用下的响应信号,基于系统辨识方法提取振动系统的传递函数; 分析所述传递函数,在存在性能冲突的频率点之间划分频段; 根据预设的振动控制性能需求,为划分的每一频段确定满足控制效果的阻抗参数组合,建立频段参数映射表,所述频段参数映射表表示频段与阻抗参数组合之间的对应关系; 对所采集的时域振动信号进行带通滤波,滤波范围覆盖振动系统的有效工作频带,随后对滤波信号进行异常值剔除及滑动平均处理; 使用扩展卡尔曼滤波算法处理所述滑动平均处理后的时域信号,得到估计振动系统的振动主频; 基于所述频段参数映射表,查找与振动主频估计值匹配的阻抗参数,所述阻抗参数包括阻抗刚度系数、阻抗阻尼系数和阻抗惯量系数; 实时采集振动系统的位移差、速度和加速度; 基于所述阻抗参数及采集到的位移差、速度和加速度,通过以下公式计算目标控制力: ; 通过公式,计算得到目标电流指令,其中为电机的转矩系数,单位为,表示电机输出扭矩与输入电流的比值; 通过电流环PID控制驱动电机输出扭矩,经传动机构将扭矩转化为所述目标控制力,施加于振动系统,实现变阻抗振动控制。
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