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基于分数阶FxLMS的浮筏-圆柱壳主动控制研究

程伟鹏 吴文伟 乌德木 尹志勇

程伟鹏, 吴文伟, 乌德木, 等. 基于分数阶FxLMS的浮筏-圆柱壳主动控制研究[J]. 水下无人系统学报, xxxx, x(x): x-xx doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0020
引用本文: 程伟鹏, 吴文伟, 乌德木, 等. 基于分数阶FxLMS的浮筏-圆柱壳主动控制研究[J]. 水下无人系统学报, xxxx, x(x): x-xx doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0020
CHENG Weipeng, WU Wenwei, WU Demu, YIN Zhiyong. Research on Active Control of Raft–Cylindrical Shell Systems Based on Fractional-Order FxLMS[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0020
Citation: CHENG Weipeng, WU Wenwei, WU Demu, YIN Zhiyong. Research on Active Control of Raft–Cylindrical Shell Systems Based on Fractional-Order FxLMS[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0020

基于分数阶FxLMS的浮筏-圆柱壳主动控制研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0020
基金项目: 中国船舶科学研究中心项目资助(WDZC70202020301).
详细信息
    作者简介:

    程伟鹏(2001-), 男, 在读硕士, 主要研究方向为振动噪声主动控制

  • 中图分类号: TJ630; U661.44

Research on Active Control of Raft–Cylindrical Shell Systems Based on Fractional-Order FxLMS

  • 摘要: 针对水下航行器主辅机等机械设备低频线谱振动难以抑制的问题, 文中提出了基于分数阶梯度下降法的双通道耦合分数阶滤波-x最小均方误差(DFOFxLMS)算法, 仿真对比分析了不同阶数的算法控制效果。搭建了浮筏–圆柱壳结构的主动振动控制试验平台, 对比不同工况的试验表明: 相较于单通道控制策略, 所提出的双通道协同控制方案在浮筏–圆柱壳系统的整体振动抑制方面具有显著优势, 在双频线谱干扰场景下展现出良好的工程实用性与控制效能。

     

  • 图  1  FOFxLMS算法框图

    Figure  1.  Block diagram of the FOFxLMS algorithm

    图  2  双通道FOFxLMS算法

    Figure  2.  Dual-channel F0FxLMS algorithm

    图  3  浮筏-圆柱壳主动控制系统

    Figure  3.  Active vibration control system of raft-cylindrical shell structure

    图  4  不同阶数对算法的影响图

    Figure  4.  Influence diagram of different orders on algorithm

    图  5  加速度传感器位置图

    Figure  5.  Location diagram of acceleration sensor

    图  6  双通道主动控制试验硬件图

    Figure  6.  Dual-Channel Active Control Experiment Hardware Diagram

    图  7  单通道误差信号控制前后时频图

    Figure  7.  Time and frequency diagrams of single-channel error signal before and after control

    图  8  各位置单通道控制效果

    Figure  8.  Single-channel control effects at various positions

    图  9  双通道误差信号控制前后时频图

    Figure  9.  Time frequency diagram before and after dual channel error signal control

    图  10  单通道和双通道控制效果对比图

    Figure  10.  Comparison of single channel and dual channel control effects

    图  11  双频双通道误差信号控制前后时频图

    Figure  11.  Time and frequency diagrams of dual-frequency dual-channel error signal before and after control

    图  12  双频双通道各位置控制效果图

    Figure  12.  Control effect diagrams of dual-frequency dual-channel at various positions

    表  1  计算量对比表

    Table  1.   Comparison table of computational workload

    算法 DFOFxLMS DFxLMS
    +或− 4M+4L-2 4M+4L-2
    ×或÷ 4M+8L+4 4M+6L+2
    其他(gamma/绝对值/指数) 6 0
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-01-19
  • 修回日期:  2026-03-02
  • 录用日期:  2026-03-04
  • 网络出版日期:  2026-03-31
图(12) / 表(1)

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