主动控制技术

关键词： 放射治疗

主动控制技术（精选8篇）

篇1：主动控制技术

主动控制技术(Active Control Technology)，是由美国率先提出的一种飞机设计和控制技术。从飞机设计的角度来说，主动控制技术就是在飞机设计的初始阶段就考虑到电传飞行控制系统对总体设计的影响，充分发挥飞行控制系统潜力的一种飞行控制技术。F-16是世界上第一架采用主动控制思想设计的飞机。

目录主动控制技术与常规设计的区别主动控制技术的优势主动控制技术内容主动控制技术与常规设计的区别

采用主动控制技术的设计方法和常规设计方法有什么不同呢?我们就从常规的飞机设计方法谈起。常规的飞机设计方法的过程是这样的：根据任务要求，考虑气动力、结构强度和发动机三大因素，并在它们之间进行折衷以满足任务要求，这样为获得某一方面的性能就必须在其他方面作出让步或牺牲，例如为实现更好的气动稳定性就必须在尾翼的重量和阻力方面付出代价。折衷之后就确定了飞机的构形，再经过风洞吹风后，对飞机的各分系统(其中包括飞行控制系统)提出设计要求。这里飞行控制系统和其他分系统一样，处于被动地位，其基本功能是辅助驾驶员进行姿态航迹控制。

常规设计方法的设计步骤

而采用主动控制技术的设计方法则打破了这一格局，把飞行控制系统提高到和上述三大因素同等重要的地位，成为选型必须考虑的.四大因素之一，并起积极作用。在飞机的初步设计阶段就考虑全时间、全权限的电传飞行控制系统的作用，综合选形，选形后再对飞行控制系统以外的其他分系统提出设计要求。这样就可以放宽对气动、结构和发动机方面的限制，依靠控制系统主动提供人工补偿，于是飞行控制由原来的被动地位变为主动地位，充分发挥了飞行控制的主动性和潜力，因而称这种技术为主动控制技术。

主动控制技术的设计方法的设计步骤

正是由于采用主动控制技术的设计方法在选形和布局的过程中，都将控制系统作为一个主要因素来考虑，所以这种技术又被称作随控布局技术(Control Configured Veh icle)。 主动控制思想的出现是由两个因素促成的，一个是美国空军战略思想的改变，从要导弹不要飞机变成发展机动性好的空中优势战斗机，正是提高飞机机动性的努力使主动控制技术走向航空科技的前缘;第二个是现代自动飞行控制技术和电子计算机的迅速发展，为主动控制技术的实现奠定了物质基础。从控制的角度来说，主动控制技术实际上是自动控制系统的反馈原理的应用和发展。飞机上最早的应用就是自动驾驶仪，但早期的自动驾驶仪主要是为减轻驾驶员保持姿态、航向的工作负担，在飞行个可以接通或断开，因此它对飞机设计本身不产生直接影响。随着超音速飞机的出现，产生了高空飞行气动阻尼不足的问题。其中最突出的是航向稳定问题，为此采用了增稳系统造成人工阻尼来解决，由于增稳系统所阻尼的是频率较高的短周期振动，这是驾驶员来不及反应并进行手操纵的，因此增稳系统的功能是驾驶员无法取代的。增稳系统的采用，减轻了飞机本身的设计任务，因此它的采用对飞机设计产生了直接影响。这些增稳系统仍然采用机械系统来进行控制，然而在越南战争中，美军被击落的飞机中有30%是被地面炮火击中机械操纵系统而导致坠毁的，因此提出了电传操纵系统的概念。正是电传操纵系统的运用，成为了主动控制技术的物质载体。

主动控制技术的优势

一、采用主动控制技术的飞机可以具有以下一些功能： 1.放宽静稳定度 2.实现直接力控制 3.控制机动载荷 4.控制突风载荷 5.控制机体颤振 6.采用综合火控/飞行/推力控制系统 二、采用主动控制技术之后，对飞机的性能有很大提高，主要表现在： 1.减小飞机尺寸，减轻结构重量，降低巡航阻力，增大航程; 2.提高战斗机的机动性和完成作战任务的效率; 3.减少结构疲劳损坏，延长使用寿命，改善乘座品质和着陆性能，减轻驾驶员工作负担; 4.降低制造成本和维护费用; 国外的第三代战斗机都广泛采用了主动控制技术，例如F-16，F-18，Su-27，Mig-29等等。民航机也有采用主动控制技术的，例如波音777，空中客车A320等等。

主动控制技术内容

在飞机总体设计阶段就主动把控制系统与气动布局、结构、发动机等进行协调，从而提高飞行性能、改善飞行品质的反馈控制技术。又称随控布局技术。它是20世纪70年代出现电传操纵系统控制后迅速发展起来的一项新技术。主要内容包括：

放宽静稳定性控制

按传统办法，飞机是靠平尾使其焦点位于质心之后以获得静稳定性，往往为此要付出增大平尾、加长机身、增加重量的代价，而且超音速飞行时焦点过于靠后，机动性也差。此项控制，是将飞机设计成仅超音速飞行时为静稳定的，亚音速飞行时由控制系统根据干扰信号驱动平尾，产生恢复力矩，提供人工稳定。

机动载荷控制

按传统办法，轰炸机也按机动过载设计，致使长时间的巡航飞行中机翼抗弯强度有富余。现将机翼承载能力按巡航要求设计，机动飞行时，通过控制系统驱动有关操纵面，使机翼升力分布中心向翼根移动，保证净增升力满足需要，翼根弯矩又不致增大，从而减轻结构重量，提高巡航经济性。歼击机仍按机动过载设计，但机动飞行时，控制机翼升力沿展向按椭圆形规律分布，来减小诱导阻力和延缓气流分离，以此增大单位剩余功率和抖振升力系数，提高机动性。

颤振抑制控制

防止机翼、尾翼颤振， 传统办法是加厚蒙皮和增设配重。现改为在机翼、尾翼上安装加速度计感受振动信号，以此驱动有关操纵面按一定规律偏转，产生阻尼气动力来抑制颤振，因而减轻了结构的重量。

阵风载荷控制

阵风或大气紊流使飞机产生颠簸，增加结构疲劳，降低 乘坐品质，影响武器投射精度。此项控制，是在飞机适当部位安装加速度计来测得干扰信号，以此控制相应的操纵面偏转，增加状态阻尼，使因阵风或大气紊流引起的机翼升力变化减小。

直接力控制

按传统办法飞机重心沿立轴、横轴的运动，是依靠力矩操纵来改变力间接控制的，即为姿态运动和轨迹运动的耦合。采用直接力控制的飞机上,通过增设水平前翼、垂直前翼,利用控制系统使它们与水平尾翼、方向舵协调偏转，可产生纯升力、纯侧力，从而解除上述耦合现象，减小操纵反应的时间滞后，提高了飞机的机动性和武器投射的命中率。 主动控制技术除上述几项外，还应用到综合飞行/推力控制、综合火力与飞行控制系统等方面。

篇2：主动控制技术

浅谈直升机振动主动控制技术

降低直升机飞行中机体的振动水平一直是直升机研制过程中最为关键的`问题之一.振动主动控制由于具有良好的适应性、灵活性以及大幅度减振的有效性,成为人们在寻求更为有效的减振途径的过程中可以信赖的一项新技术.

作 者：陆轶 作者单位：广州民航职业技术学院机务工程系刊 名：内江科技英文刊名：NEI JIANG SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：200930(5)分类号：V2关键词：直升机 振动控制 结构响应主动控制

篇3：矿井主动噪声控制技术的应用研究

传统噪声控制技术的控制原理是通过声学材料或声学结构吸收噪声声波或消耗噪声能量,从而达到控制噪声的目的。传统噪声控制技术对控制中高频噪声较为有效,而对低频噪声效果并不明显[4,5,6]。因此,主动噪声控制技术应运而生,其对低频噪声有较好的降噪效果,弥补了传统降噪技术的不足。

1 主动噪声控制技术原理

主动噪声控制技术(Active Noise Control,ANC),是利用声波干涉原理,在指定区域内人为地产生一个与初级噪声幅度相等、相位相反的次级噪声,通过声波相消原理从而达到降噪的目的[7],如图1所示。

1.1 FXLMS算法

目前,主动噪声控制技术主要以自适应噪声控制系统来实现。自适应噪声控制系统(AANC系统)的核心是自适应滤波器[8],其包括自适应滤波器结构和相应的自适应算法两部分。自适应滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器。由于IIR滤波器不稳定,因此采用FIR滤波器结构。FXLMS算法是最成熟的自适应算法,其物理机理清晰、运算量小,由于笔者所研究的噪声数据相对稳定,因此采用FXLMS算法作为自适应算法。

以u(n)为输入信号,d(n)为期望响应,y(n)为输出信号,e(n)为误差信号,x(n)为噪声信号,n为信号的时刻,即可得到该AANC系统的计算过程[9],如图2所示。

图2中,Hr(z),Hs(z)和Hp(z)分别为参考通路、次级通路和初级通路的传递函数,其脉冲响应分别为hr(n)、hs(n)和hp(n),W(z)表示滤波器权系数函数。次级声源产生的声波形成次级声信号。误差麦克风拾取的次级声信号y(n)为[10]:

式中:“*”表示卷积计算;s(n)表示滤波器产生的信号。

由u(n)可得:

式中w(n)和u(n)分别表示第n时刻滤波器权系数和参考输入的矢量形式。

将式(2)代入式(1),整理可得[10]:

式中r(n)=u(n)*hs(n),称为FXLMS算法。

误差信号e(n)为:

根据最小均方差准则,将控制系统的目标函数表示为J(n):

根据最陡下降法原理,即可得到权矢量迭代公式为[11]:

式中μ表示收敛系数,为一常数[8]。

1.2 FXLMS算法的优化设计

自FXLMS算法被提出之日起,学者们就不断地对FXLMS算法进行改进优化,具有代表性的几种改进算法如表1所示。

衡量自适应算法性能的主要指标是收敛速度、稳态误差(即算法收敛的精度)、计算量[8]。改进FXLMS算法的目的是加快算法的收敛速度、降低稳态误差、减小运算量。但是,稳态误差和收敛速度是相互抑制的,也就是收敛速度增大,稳态误差就必然减小,反之亦然。如表1中的算法,变步长滤波算法的每一个权系数取不同的值,以便取得更快的收敛速度,但是运算量却大大增加;动量滤波算法的权系数更新中增加了动量项,从而使该算法的收敛速度增加,同样增加了算法的运算量。所有改进的自适应算法,仅改善了算法性能指标之一或之二,未能使算法性能指标同时得到改善。

鉴于变步长滤波算法收敛速度快,运算量大,和FXLMS算法的运算量小,收敛速度快。同时在FXLMS算法中,收敛系数μ是一个极重要的量,决定着自适应过程的收敛性和收敛快慢以及稳态误差大小。笔者创新性地提出收敛系数μ采用两点离散值法取值,其提高了收敛速度,运算量增加较少;若采用三点或四点取值法,会成倍增大算法的运算量,而收敛速度增加并不明显。采用两点取值法,则相对权系数递推关系为:

式中:m为误差信号;μmax、μmin分别为FXLMS算法收敛系数的最大值和最小值,在该实验过程中分别取0.01、0.005。

在FXLMS算法中,设μmax=kμmin=kμ,其中k≥1收敛时间为t;FXLMS的收敛系数μmax、μmin收敛时间分别为t1、t2,则;

根据自适应算法的稳定条件,说明优化算法的收敛时间比原算法的收敛时间少(t1/t)k。

因此,优化的算法,不仅解决了原算法的收敛速度慢、稳态误差大的问题,还解决了变步长算法运算量大的问题,使算法的3个性能指标均得到提高。

2 次级通道建模与仿真

次级通道建模的研究是主动降噪技术研究的重要部分,次级通道是指从D/A转换器到A/D转换器的通道。次级通道建模方法包括离线建模和在线建模。由于在线建模方法运算量大,影响自适应控制系统的实时性[11,12],因此采用离线建模方法建立次级通道并进行仿真研究。

图3为次级通道仿真的幅度曲线图,实线为拟合曲线,虚线为实测曲线,二者的归一化能量偏离误差小于0.05。

图4为次级通道仿真的相位曲线图,实线为拟合曲线,虚线为实测曲线。分析带宽为5 k Hz,因而采用频率带宽为10 k Hz,一个时钟周期最大时域延迟可达100 ms,对于1 k Hz的信号,造成的相位差约为40°,对系统稳定性不会造成影响。

3 主动噪声控制系统设计

3.1 硬件设计

主动噪声控制系统电路板采用C6747处理器,其主频频率为300 MHz,每秒可执行1 800万条浮点指令,满足主动降噪系统浮点计算的要求,ADI(Analog Devices,Inc.)公司的ADAU1772处理器(16位精度的ADC1178和12位精度DAC7724),外扩512 MB容量的NAND FLASH,还有2片512 MB的SDRAM芯片,外加1片X1226实时时钟,如图5所示。

3.2 软件设计

软件设计采用C++语言,完成源程序(.asm源文件)的编写。然后通过C编译器将源程序编译成汇编语言,同时送入汇编器进行汇编。汇编后产生COFF((Counnon Object File Fomrat,简称COFF)格式的目标文件(.obj目标文件),再用链接器(.cmd链接命令文件)进行链接,生成可执行的COFF格式的目标代码(.out目标代码),并利用PC调试工具对可执行的COFF目标代码进行调试,以确保应用软件正确。最后调用十六进制转换程序,将COFF格式的目标代码转换成EPROM编程器可接受的代码,并将代码烧录到DSP芯片,如图6所示。

4 实验及结果分析

4.1 对KCS250矿用湿式除尘器的噪声数据进行采集

首先对KCS250矿用湿式除尘器进行噪声数据采集,并通过MATLAB软件的频率分析特性对其进行频率特性分析。

图7为对KCS250矿用湿式除尘器噪声分析时域图,由图7可知,噪声密集但较稳定。

图8为KCS250矿用湿式除尘器噪声频谱图,由图8可知,除尘器的基频噪声约为680 Hz。

该除尘器包含14片风叶,转速为2 900 r/min,若除尘器正常工作,其理论计算的噪声主频约为677 Hz,这与分析结果很接近,理论计算与分析结果相差不到0.5%,表明采用的数据是可靠的。

4.2 对KCS250矿用湿式除尘器进行降噪实验

将采集的噪声数据,输入建立的物理实验平台,进行降噪实验。

图9为除尘器噪声与误差信号的时域对比图,中间密集的部分为降噪后的信号幅度,外围虚线则为降噪前信号幅度,从示波器上来看,时域降噪幅度约为一半,折算出来约为6 d B。

图10为除尘器噪声与误差信号的降噪频谱图,由图10可知,除尘器噪声的基频与二次谐波都被消平,对基波的消声量约为30 d B。通过计算,全频带的消声量约为5.7 d B。

5 结论及展望

通过对FXLMS算法的优化设计,使算法的性能指标得到了综合优化。采用优化的算法建立了次级通道模型,并对其进行仿真实验。仿真结果表明,建立的次级通道系统是收敛的。通过搭建的主动噪声控制系统,对采集KCS250矿用湿式除尘器的噪声数据进行降噪实验,噪声数据使用MATLAB软件对其进行频率特性分析,结果表明噪声的基频约为680 Hz,与理论计算频率677 Hz相差不到0.5%,说明主动降噪实验的噪声数据是可靠的。实验结果表明,降噪系统对噪声基频和二次谐波的降噪量约为30 d B,对全频带的消声量约为5~6 d B。

摘要：采用MATLAB软件对采集的KCS250矿用湿式除尘器的噪声进行了频率特性分析,并基于改进的FXLMS算法,采用离线建模方法建立了次级通道模型。通过设计的主动噪声控制系统对采集的噪声数据进行降噪实验,结果表明,采用改进的FXLMS算法建立的主动控制系统对KCS250矿用湿式除尘器的噪声消声量约为5~6 d B。

关键词：矿井噪声,主动噪声控制技术,自适应控制,FXLMS算法,次级通道模型

参考文献

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[11]SEN M KUO,DENNIS R MORGAN.Active noise control:a tutorial review[Z].Proceedings of the IEEE,1999,87(6):943-973.

篇4：主动控制技术

关键词：商用车；发动机；主动噪声控制

中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）03-0007-05

Simulation of Active Noise Control System in Commercial Vehicle Cabin

YU Jian-hua，HAO Yi，YU Jun-peng，YANG Song-lin，ZHOU Jie-min

（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFL，Wuhan 430056，China）

Abstract：As the improved comfortable requests of commercial vehicle，noise reduction in the cabin has becoming one of the most important research issues.Based on the analysis of the noise in commercial vehicle cabin，the feed-forward adaptive control model according to the characteristic of noise was established.The noise data of real truck were recorded and simulation and real truck test were did.The result indicated that the active noise control technology can reduce the low-frequency order noise which caused by the engine in the commercial vehicle cabin effectively.

Key words: commercial vehicle；engine；active noise control

汽车噪声不仅造成周围环境的污染，影响人们的生活和工作，而且车内噪声还极大地降低了车辆乘坐舒适性。为了改善驾驶室内的声学环境，世界各大汽车公司都把对车内噪声的控制作为重要的研究方向。特别是对于商用车驾驶员来说，其工作时间一般较长，如果长期处于高噪声的环境下，容易疲劳，从而增加发生交通事故的隐患。传统的噪声控制方法采用较大阻尼比的材料，利用隔声、隔振、消声、吸声技术，以及结构优化设计等进行噪声控制，但往往与汽车其他目标相矛盾，并且对低频噪声的控制效果不大，因此需要寻求新的技术途径。

主动噪声控制技术也称有源噪声控制技术［1，2］（ANC，Active Noise Control，以下简称ANC），根据声波的杨氏干涉原理，即当幅值相等、相位相反的两列声波在空间发生相干性叠加时会形成消声“静区”，从而达到降噪的目的。该技术特别适合用于降低由发动机产生的周期性低频噪声，并且不需要进行车辆/发动机结构、材料的改进，因此近年来成为研究的热点。

1 商用车驾驶室内的噪声分析

发动机、传动系、路面等都可以激发车内噪声，其传播途径可以分为空气传声和结构传声两大类。一般来说，500 Hz以上空气声占主导地位；400 Hz以下固体声居主导地位。现代商用车驾驶室采用的被动降噪措施对高频噪声有明显的作用，因此，通过空气传声的高频声对驾驶室内噪声的影响已经不大；而对于由发动机引起的低频噪声，比如排气噪声、机械噪声等作用甚微。文献［3］对某款商用车驾驶室噪声状况进行测试，通过计算可知，低速时排气噪声能量占整个驾驶室内声能的50%左右。随着车速的增加，发动机噪声成为驾驶室主要噪声，40~80 km/h的车速下约占63%。由此可以看出，车内噪声控制的关键在于控制由发动机引起的车内低频噪声。

这些低频噪声都是与发动机工作过程密切联系的，其主要峰值处的频率与发动机惯性力频率和发火频率是相关的，而惯性力频率和发火频率在发动机参数一定的情况下直接由转速决定［4，5］。

一般来说，发动机的k阶惯性力频率fjk为：

式中，i为发动机缸数，?子为冲程系数，四冲程?子=2，二冲程?子=1。

惯性力频率和发火频率都是以发动机曲轴转速的频率为基频的，这个频率为：

此频率为车内主要噪声成分的基频，其周期分量称为阶次。如果为四缸发动机，根据发动机工作原理，二阶惯性力较大，因此配备四缸发动机车型的驾驶室内二、四、六阶等阶次的噪声成分较多。如果为六缸发动机，则驾驶室内三、六、九阶等阶次的噪声成分较多。

为了准确反映商用车驾驶室内噪声信号与发动机转速之间的关系，采集某配备四缸发动机商用车驾驶室内噪声数据和转速信号进行分析，在怠速工况下，噪声测试阶次分析结果如图1所示。可以看出，实际测得的驾驶室内噪声，其二阶、四阶和六阶的成分非常明显，是符合上述规律的。如果能够采取措施降低这些阶次的噪声，则驾驶室内整体噪声会明显降低。ANC技术正是在窄带噪声控制方面有良好的效果［1，2］。

2 商用车驾驶室ANC系统建模

ANC控制系统一般有前馈型、反馈型和混合型三种，前馈型与另外两种相比较，其结构复杂程度适中，噪声控制效果良好，只要选取合适的非声参考信号就能避免声反馈问题，保证系统的稳定性［5］。另外由于实际情况下噪声的幅值、相位、频率等具有时变性，主动噪声控制系统必需能够自动适应这些变化。因此本文所建立的ANC控制系统采用前馈型自适应控制系统。

控制算法最常用的是基于最小均方原理的滤波—XLMS算法［1，2］。图2为本文所设计的控制系统框图。

本文所构建的控制系统，控制器的长度均为L。在n时刻，系数向量W（z）为：

前馈控制系统以预先提取的参考信号作为控制器的输入信号。通过上一节的分析，可知商用车驾驶室内噪声主要峰值处的频率与发动机转速紧密相关。因此，参考信号可以表示为与发动机转速有关的基频信号及其谐波构成式中，Ak为k阶谐波的幅值；f0为车内主要噪声的基频。因此，式（5）又可以写为：

实际计算时，可根据原始噪声的特征取其主要的频率成分。在n时刻，参考信号向量为：

由于控制器的输出信号要经过D/A转换，功放放大，然后通过扬声器发出，并在空间传递，最后被误差传声器接收，从控制器到误差传声器，包括传声空间构成了次级声通道，见图2中的S（z）。

次级声通道会造成控制信号幅度和相位的失真，因此需要在控制算法中对次级声通道进行补偿，使参考信号经过一个模拟的次级声通道S^（z），得到滤波—X信号X′（n），在n时刻，滤波—X信号向量为：

控制器的输出为：

系统残差为：

控制器更新的系数向量为：

实现这种算法需要进行次级声通道的辨识。由于在驾驶室内扬声器和麦克风的相对位置变化很小，因此，本文次级声通道的辨识采用自适应离线辨识的方法［2，6］。具体做法是在没有初级声源的情况下，利用随机噪声信号驱动扬声器发声，同时用误差传声器采集相应位置的噪声信号，并将此信号保存为一定长度的数据文件。采用FIR滤波器模型，以随机噪声信号数据为辨识模型的输入，误差传声器采集的噪声信号数据为辨识模型的输出，用LMS算法进行离线自适应递推辨识。收敛后某0.4秒内结果如图3，可以看出采用这种方法实测数据和辨识数据已经相当接近。

3 仿真分析

本文进行了ANC控制策略的计算机仿真及硬件在环半实物仿真（HIL）。首先在ATLAB/SIMULINK环境下，建立仿真模型。仿真模型包括发动机转速计算子模型、参考信号构建子模型、次级声通道子模型和控制器子模型等，如图4所示。

其中，发动机转速计算子模型用于将转速传感器的脉冲信号换算为转速信号，参考信号构建子模型根据式（7）计算参考信号，次级声通道子模型包含了用自适应离线辨识方法得到的次级声通道模型，控制器子模型负责主要算法的实现并输出控制信号。输出的控制信号反相后与原始噪声信号进行叠加，得到的误差信号返回控制器，不断进行修正，以达到控制噪声的目的。

在控制系统中，有两个主要的控制参数：滤波器的阶数，即控制器长度L和步长?滋。经过大量的验证可知滤波器的阶数L决定自适应滤波的效果，L越大滤波效果越好，但同时保证系统收敛的?滋值就越小。步长?滋决定算法收敛的快慢和稳定性，?滋值越大收敛越快，但是容易引起系统发散，?滋值越小越稳定，但是收敛速度会变慢。

本文采用车辆实测数据进行仿真，记录车辆在发动机怠速时驾驶室内的噪声信号和转速信号，保存为一定时间长度的SIMULINK可读的.mat格式文件作为输入。仿真结果如图5所示。

图5（a）是进行主动噪声控制仿真结果的时域图。从图中可以看出，降噪后噪声的幅值与原始噪声相比有明显的降低。图5（b）是进行主动噪声控制仿真结果的频域图，其中曲线1为原始噪声的频谱，曲线2为进行主动控制以后噪声的频谱。可以看出，原始噪声在2阶、4阶和6阶频率处的明显尖峰，被控制后峰值下降了27 dB（Lin）左右，达到了有效削弱峰值噪声的目的。

图6为HIL仿真曲线图，从图中可以明显看出，没有次级声通道的算法要经过一段时间的自适应调整才能达到稳定状态，并且这段时间里噪声会明显增大；引入次级声通道模型后，系统非常稳定，可见次级声通道辨识的重要性。

4 车辆试验应用研究

试验用商用车驾驶室内主动噪声控制系统如图7所示。误差传感器选用森海塞尔麦克风，扬声器选用赫兹超重低音扬声器，功放选用喜力士四通道的汽车功放。采用Micro Auto Box作为控制器，可以方便地进行控制策略的标定。发动机转速信号通过CAN通讯方式发送给控制器。

试验在转毂试验台上进行，分别进行了两种车型的测试，车型Ⅰ配备四缸发动机，车型Ⅱ配备六缸发动机。测试得到的车型Ⅰ驾驶员位置降噪前后阶次图如图8所示，可以看出在主要阶次频率2、4、6阶频率处，噪声有明显的降低。两种车型的降噪量如图9和图10所示。

从图9和图10中可以看出，无论车辆配备的是四缸机还是六缸机，主动噪声控制系统都取得了较好的降噪效果。车型Ⅰ在所选择的工况下，取得了0.8~3.6 dB（A）的降噪效果；车型Ⅱ在怠速工况下，最高取得了5.6 dB（A）的降噪效果；其余工况也有0.1~3.4 dB（A）的降噪效果。试验人员坐在驾驶员位置上，主观上感觉由低频噪声引起的沉闷感明显减少了。

5 结论

本文采用了ANC技术对商用车驾驶室内由发动机引起的噪声进行控制，进行了控制策略研究、计算机仿真、硬件在环仿真、试验研究等工作。车辆试验表明，运用ANC可以有效地降低商用车驾驶室内由发动机引起的低频周期阶次噪声。

参考文献：

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篇5：柔性飞机起落架智能半主动控制

柔性飞机起落架智能半主动控制

为了提高柔性飞机机体储存的着陆功量耗散效率和飞机通过弹伤抢修跑道性能,根据需求分析,设计了一种双气室油气式油孔阻尼力智能控制缓冲器.仿真研究结果表明,该缓冲器具有优化的着陆性能,机体储存的着陆功量耗散效率显著提高,越过18 cm高的弹伤抢修跑道凸起时,其过载量可下降15%.

作 者：史友进 SHI You-jin  作者单位：盐城工学院,基础教学部,江苏,盐城,224003 刊 名：机械设计  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年，卷(期)：2007 24(3) 分类号：V2 关键词：柔性飞机   半主动控制起落架   智能控制   能量耗散   弹伤抢修跑道  

篇6：主动控制技术

半主动控制液力悬置的模拟和实验研究

设计开发了一种阻尼可调式半主动控制液力悬置,通过调节惯性通道的截面积可以改变减振器动刚度和滞后角的峰值发生频率和最大峰值的.幅值,从而达到改变减振器动特性的目的.双层隔振实验台上的实验结果表明在输入激励幅值不变的情况下,通过改变惯性通道的截面积可以在各种激振频率下得到最佳的隔振效果,在实际应用中可以根据发动机的实际转速实时调节减振器的惯性通道截面积,从而达到最佳的隔振效果.

作 者：刘福水 葛蕴珊 唐志伟 郭良平LIU Fu-shui GE Yun-shan TANG Zhi-wei GUO Liang-ping  作者单位：北京理工大学,车辆与交通工程学院,北京,100081 刊 名：北京理工大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年，卷(期)： 20(5) 分类号：U461.4 关键词：振动   减振器   液力悬置   半主动控制  

篇7：主动控制技术

主动悬架星球车移动系统姿态控制研究

主动悬架星球车比被动悬架星球车有更好的.环境适应性和运动能力.但由于主动悬架包含主动悬架机构和关节,因此对其进行有效控制将更复杂.基于星球车运动速度较低的特点,应用系统稳定性准则研究了主动悬架的构型与姿态控制,设计了相应的控制方法.在ADAMS和MATLAB下的联合仿真表明了该方法的可行性,而且验证了主动悬架星球车在运动稳定性方面的优势.

作 者：邹大力 杨雷 曲广吉 ZOU Dali YANG Lei QU Guangji  作者单位：中国空间技术研究院,北京,100086 刊 名：空间控制技术与应用 英文刊名：AEROSPACE CONTRD AND APPLICATION 年，卷(期)： 34(3) 分类号：V448.2 关键词：星球车   被动悬架   主动悬架   移动系统   姿态控制  

篇8：主动控制技术

21世纪的放射治疗是以调强放射治疗为主体的精确放射治疗。调强放射治疗可提高肿瘤照射剂量, 减少正常组织的辐射剂量, 从而提高放疗的有效性[1,2]。胸腹部肿瘤由于呼吸运动的影响会使得胸廓和器官移动, 靶区亦将随呼吸运动而发生位移, 降低了局部控制概率。因此, 必须采取措施减小因呼吸运动而引起的照射位置误差, 从而提高放疗的精确度, 所以对呼吸运动进行控制或补偿的技术显得尤为重要[3]。目前, 主要采用屏气技术、呼吸门控技术、四维放疗技术和实时跟踪肿瘤运动4种不同的方法进行呼吸控制和补偿: (1) 屏气技术。通过控制患者的呼吸或者腹部压缩等来减少肿瘤运动, 在屏气时段进行照射。 (2) 呼吸门控技术。通过监测呼吸运动, 使呼吸周期的某一特定时相与射线束曝光同步, 减少曝光时窗内的肿瘤靶区的运动。 (3) 四维放疗技术。在三维放疗的基础上加入了时间因数, 在定位、计划设计和实施阶段考虑到解剖结构随时间的变化。 (4) 实时跟踪肿瘤运动。利用影像设备进行实时监控, 以调节射线束或治疗床位置来保证射线束与肿瘤之间相对位置固定[4,5,6]。医科达公司 (ELEKTA) 的主动呼吸控制技术 (active breathing control, ABC) 采用了屏气技术。本文主要讨论该技术在临床应用中存在的问题, 以提高效率和改进实施方法, 使其更好地为患者服务。

1 主动呼吸控制技术设备

1.1 ABC设备原理

呼吸运动包括吸气和呼气2个过程, 吸气时, 胸腔前后、左右及上下径均增大, 肺随之扩大;呼气时胸廓缩小, 肺也随之回缩, 靶区随之改变。在定位和治疗的过程中, 通过控制患者的呼吸, 使患者在吸气到某一特定程度时屏气 (因屏气可以使胸廓和器官暂时停止运动, 从而控制呼吸运动对靶区的影响) , 然后进行照射。

1.2 ABC设备结构

ABC设备主要由面罩、鼻夹、一次性呼吸过滤管、球囊阀门、患者手持控制按钮、手推车、镜面支撑系统、呼吸流量监控设备、操作控制的计算机等组成。ABC装置与治疗机之间没有连接装置, 只要把该装置与患者连接即可。

2 临床应用方法

选取30例肺癌患者实施ABC, 定位过程为:患者仰卧于体架上, 头垫C枕, 双手上举, 然后使用热塑体模和真空负压袋来固定患者的体位。在定位前对患者进行ABC呼吸训练:平静呼吸、深吸气末屏气, 患者理解后用飞利浦CT模拟定位机进行患者定位。

治疗前准备:正确地调取患者的计划, 并严格按放疗计划执行。治疗前必须核对每位患者都有自己单独的面罩, 拿取面罩注意核对患者姓名, 戴上面罩后检查是否放好, 以防漏气。在进行放射治疗前, 由放疗技师根据患者的个人情况, 给患者讲解ABC治疗过程中如何根据技术员的口令进行呼吸。治疗前应告知患者 (特别是首次治疗的患者) , 在治疗过程中如有憋气感要松开手里的控制按钮, 严重者可摘掉面罩, 并举手示意工作人员。

摆位过程:在摆位过程中, 应使患者的治疗体位与模拟定位时的体位保持一致, 让患者在治疗床上保持正确的体位。由于呼吸门控治疗时没有放置头枕, 负压袋放置的位置就很难与CT模拟的时候一致, 为了避免真空负压袋在头脚方向放置时出现偏差, CT定位时可在负压袋上做个记号, 以此确定负压袋与体架的位置。摆位完成后, 连接ABC装置, 通过专用的网线连接呼吸流量监控设备和操作控制的计算机, 用鼻夹夹住鼻孔使之不能通气, 嘴戴上面罩通过一次性呼吸过滤管与球囊阀门连接起来控制患者的呼吸, 球囊阀门与呼吸流量监控设备连接, 患者的呼吸运动信号通过计算机处理后显示在计算机上, 以此来观察患者的呼吸情况[7,8]。患者可根据手推车上面的显示器看到呼吸流量曲线。连接好后检查设备是否连接正常, 加速器在治疗过程中应与呼吸门控设备保持一定的距离, 以免发生碰撞。

治疗过程:技术员通过操作控制的计算机观察患者的呼吸情况, 给予患者一个信号, 然后提示患者吸气, 患者收到提示后开始吸气, 超过触发阈值时患者按下手持控制按钮, 该设备能够自动使球囊阀门充气, 阻断患者的气流, 强制患者处于不呼吸的屏气状态, 这时加速器出束进行治疗[9,10]。做呼吸门控之前应提前安放设备, 缩短整个治疗时间。这个过程需要患者和技术员很好地配合才能完成。

3 结果

30例肺癌患者 (女性9例, 男性21例) 中有27例患者 (男性19例, 女性8例) 首次治疗过程不顺利, 按首次和末次实施ABC治疗时间差分为5级, 具体见表1。

4 讨论

4.1 实施过程不顺利的原因

由以上结果可以看出, 90%的患者在首次进行ABC治疗时不能很快掌握呼吸要领, 实施过程不顺利, 原因如下:

(1) 由于患者年龄偏大, 加上长期患病后心理因素的影响, 理解能力普遍下降, 反应也相对迟缓, 使得医患配合出现问题。

(2) 由于患者数量多, 导致治疗前的培训时间不是很充分, 掌握呼吸要领不充分, 导致出现患者的深吸量达不到标准等情况。

(3) 多数患者首次做ABC治疗时情绪紧张, 当技师提示吸气时很慌张, 没有按下按钮直接吸气或者吸气后没有屏住呼吸。

(4) 由于配合不好, 技师需反复进入机房对患者进行培训, 当经过几次培训后还是不能很好地配合时, 若技师表现出急躁情绪, 将导致患者更加紧张, 配合越来越差。

(5) 技师发出指令的时机不对, 若患者呼气中后段时发出口令, 患者因匆忙吸气而导致吸气最大量不能超过触发阈值。

(6) 技术员对设备的熟悉程度不够, 如出现连接好ABC设备后计算机显示呼吸频率为直线等故障和错误时, 若技师经验不够无法在短时间内解决问题, 则随着时间的推移, 患者也会逐渐变得焦虑和不安。

4.2 改进措施

实施ABC治疗的关键在于放疗技师与患者之间充分的沟通和良好的配合。放疗前必须要先向患者交代清楚呼吸门控的过程, 并采取有效的方法对患者进行足够的呼吸训练, 比如交代患者多做深吸气后屏气的训练, 适当地运动增加肺活量, 制作呼吸训练视频, 让患者及其家属反复观看, 以此训练和模拟治疗时的屏气技术, 使患者在治疗时可以更快地熟悉这个过程, 保证治疗过程顺利进行。放疗技师在ABC实施中的作用也非常关键, 工作中应不急不躁, 对于年龄较大、心理负担重、情绪紧张的患者, 技师必须掌握其心理和生理特点, 多一分理解和耐心, 给予正确的心理引导, 消除其紧张和不安情绪, 并注意现场训练采取生动、形象的方法, 如在机房里模拟治疗过程, 发现患者做得不对的地方及时给予正确的指导, 讲解时勿烦躁, 以使患者在轻松的氛围下快速掌握屏气技术。通过这一系列的指导, 可提高患者的屏气技巧, 熟悉之后患者的紧张情绪就会消失。同时, 放疗技师必须充分学习ABC技术的设备结构、功能和原理, 掌握设备的使用方法, 严格按照操作规范进行操作, 出现问题时, 必须保持镇静, 快速解决问题, 避免相互抱怨和慌乱, 保证治疗质量。

5 结语

ABC技术的不足:ABC技术需主动控制患者的呼吸, 患者戴上呼吸面罩, 在听到技术员的指令后深吸气并屏住呼吸, 超过阈值后出线照射。要完成这一系列动作就需要患者能够承受一段时间的屏气, 这打乱了患者的正常呼吸模式, 对于年龄较大和体质较弱的患者来说困难较大, 某些患者在完成后出现大量出汗、心悸等现象, 因此, ABC技术并不适合所有患者, 尤其对于肺功能较差、年龄过大、理解力和控制力较差的患者是不能实施ABC技术的。改进方法:在治疗过程中, 多数患者由于体力消耗致使吸气量下降 (治疗前段的吸气量都会大于后段的吸气量) , 这会导致患者每次屏气时肺的充盈度有所差异, 而ABC技术是在超过阈值时开始治疗, 如果设定一个上限阈值, 当超过这个上限阈值时加速器停止出束, 从而缩小治疗的阈值范围, 便可以使患者每一次治疗时肺的充盈度相仿, 使放疗更加精确。

呼吸运动使得肿瘤靶区位置改变, 影响了放疗的精确度。ABC技术是降低呼吸运动对肿瘤靶区位置影响的较为简单、可行的方法, 此技术通过控制患者的呼吸, 使患者呼吸停在某一阶段, 从而减少了放疗过程中肿瘤靶区的运动, 增加了放疗的精确度。虽然在应用过程中耗时较长, 但通过加强对患者的训练, 使其了解和熟悉治疗流程, 掌握ABC的要点, 消除紧张情绪, 加强医患之间的沟通, 将会缩短整个治疗时间, 并使此项技术在未来得到更广泛的应用。

摘要：目的:总结放疗技师在调强放疗中实施主动呼吸控制技术 (active breathing control, ABC) 的经验和体会, 为改进和提高ABC技术实施方法提供依据。方法:按常规方法对30例调强放疗患者实施ABC技术, 并对实施效果进行统计和分析。结果:30例肺癌患者 (女性9例, 男性21例) 中, 有27例患者 (男性19例, 女性8例) 首次治疗过程不顺利。结论:实施ABC技术成功与否在于医患之间的沟通, 治疗前应充分告知患者, 使其了解和熟悉治疗流程, 并掌握主动呼吸控制技术的要点, 消除患者紧张情绪, 这是顺利实施ABC技术的关键。

关键词：主动呼吸控制技术,放射治疗,医患沟通

参考文献

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[2]赵勇昌.肿瘤放射治疗技术[M].北京:人民卫生出版社, 2011:1-6.

[3]鞠永健, 杨铁明, 王高仁, 等.呼吸运动对胸部肿瘤靶区参数的影响分析[J].中华放射医学与防护杂志, 2011, 31 (1) :55-56.

[4]田珍, 白彦灵, 袁克虹, 等.放疗过程中呼吸引起的肿瘤运动补偿问题的研究进展[J].中国医学物理学杂志, 2009, 26 (3) :1 149-1 153.

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[7]黄伟, 李宝生.精确放疗中呼吸运动对肺部肿瘤靶区的影响与控制[J].国外医学:肿瘤学分册, 2005, 32 (1) :53-56.

[8]Wong J W, Sharpe M B, Jaffray D A, et al.The use of active breathing control (ABC) to reduce margin for breathing motion[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1999, 44 (4) :911-919.

[9]赵建东, 徐志勇, 胡伟刚, 等.主动呼吸控制技术用于原发性肝癌放疗的可行性及计量的研究[J].癌症进展杂志, 2006, 4 (4) :319-324.