基于压电智能结构状态估计误差补偿的自抗扰振动控制

1、 月 2012 年 3 月 李生权等：基于压电智能结构状态估计误差补偿的自抗扰振动控制 39 图4 固支板一阶共振频率的正弦激励时 LADRC 和状态误 差补偿的 LADRC 控制效果对比 图5 固支板复合正弦激励时，LADRC 和状态误差补偿的 LADRC 控制效果对比 40 机 械 工 程 学 报 第 48 卷第 5 期期 与第 2 种情况类似，虽然外界干扰的作用使得 结构的状态量发生了变化，但是估计误差补偿器估 计出这种变化，并把这种状态的变化补偿到 LESO 中，使 z3 要估计的量不会发生很大变化，从而保持 LESO 估计的稳定性。状态观测误差补偿自抗扰控 制 器 对 于 扰 动 量

2、 的 补 偿 量 由 于 有 使得控制量更为准 (1 b0 ) (-cz2 m - kE z1 m 的作用， 确，在突加脉冲干扰时，控制量比线性自抗扰控制 说明状态 器的控制量更小更加平稳， 如图 6b 所示， 误差补偿自抗扰控制器的抗冲击扰动的振动抑制的 能力更强。 图7 固支板带宽随机激励时，LADRC 和观测误差补偿的 LADRC 振动控制效果对比 几种情况的主动振动试验结果说明，在保证 b0 、比例增益 k p 和微分增益 kd 相同的情况下，状 态观测误差补偿自抗扰控制器与一般线性自抗扰控 制器相比，不仅在正弦激励情况下具有较优的振动 抑制性能， 而且具有更优的抗外界干扰激励的能力，

3、 具有更好的系统稳定性。 4 结论 图6 突加冲击信号干扰时，LADRC 和状态误差补偿的 LADRC 振动控制效果对比 第 4 种情况：在外部激励中加入带宽为 200 450 Hz，幅值在40,40 V 区间的随机信号。 图 7 是对结构施加随机扰动时，观测误差补偿 自抗扰控制器与线性自抗扰控制器抗稳态波动能力 对比。从图 7 中可以看出，在控制电压幅值几乎相 同的情况下，状态观测误差补偿自抗扰控制器具有 更小的稳态波动。 (1 在一般二阶线性自抗扰控制器的基础上， 对压电智能板结构进行了状态观测误差分析，得出 了观测误差补偿模型。 (2 在二阶线性自抗扰控制器振动主动控制 中，充分考虑了状

4、态观测误差，提出了基于观测误 差补偿的线性自抗扰控制方案。 (3 几种不同外界干扰激励情况的主动控制试 验说明，与一般线性二阶自抗扰主动控制器相比， 状态观测误差补偿自抗扰控制策略不仅在共振频率 外界激励下具有较优的振动抑制效果，而且能很好 地抑制由各种外界激励变化对状态的影响，提高了 整个闭环结构的稳定性和动态性能。 月 2012 年 3 月 李生权等：基于压电智能结构状态估计误差补偿的自抗扰振动控制 41 参 考 文 献 11 LI Shengquan， QIU Jinhao， JI Hongli， et al. Piezoelectric vibration control for al

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