技术摘要：
本发明提供一种用于有源减振系统传感器与作动器数量位置同时优化方法，具体过程为：步骤1，目标函数设计；步骤2，振动测量与系统辨识；步骤3，遗传算法迭代优化：基于目标函数构建适应度函数，从振动系统中选取n个传感器和q个作动器进行遗传算法迭代，根据所述频域传递  全部
背景技术：
舰船上柴油机及泵等各种旋转与往复机械产生的低频线谱振动十分突出。这类振 动会产生舱室噪声，影响人员舒适性，也会激励船体产生水下辐射噪声，影响探测距离或隐 身性能。因此，必须采取一定的手段来控制该类振动，这也成为舰船研制过程中最为关键的 技术问题之一。 有源减振技术由于其适应性强、控制效果好、能耗低等优点，已成为船舶减振降噪 的有效方法和重要发展方向。该技术的基本原理是以振治振，即在船体主要模态的非节点 位置上安装作动器，基于传感器的反馈信号，通过控制器进行实时调节，使作动器产生的主 动控制力在关键部位产生的振动响应，与外扰激振力引起的船体振动幅值相等而相位相 反，从而实现振动抵消。 在舰船有源减振系统中，由于振源较多且分布离散，所需的传感器与作动器数量 较大。一方面，使用过多的传感器与作动器将导致控制系统变得过于复杂，甚至影响控制系 统的性能和稳定性；另一方面，传感器及其配套的数据采集和处理系统，以及作动器及其驱 动电源成本都较高。因此希望通过一定的优化方法，尽可能减少传感器与作动器数量并实 现位置优化，在保证系统全局减振效果基本不变的情况下，有效降低整个控制系统的规模。 目前，已有相关文献通过优化方法实现有源减振系统中作动器与传感器的位置优 化。例如，S.J.Elliott等人研究了利用遗传算法在有源降噪系统中作动器(扬声器)位置的 优化问题。国内，胡俊利用遗传算法对有源减振系统中作动器的最佳布置进行了研究。 D.E.Heverly  II研究了有源减振系统中模拟退火优化方法在确定最优位置方面的效果。以 上研究中，是在人为固定了传感器数量的前提下，进行了作动器的位置优化，并未对传感器 进行优化配置。另一部分研究是在人为固定了作动器数量的前提下，优化传感器的位置，并 未对作动器进行优化配置。陆轶等通过分步骤先进行作动器位置优选，再进行传感器位置 优选的方法，建立了一个多作动器与传感器优化设计的统一框架，达到了使系统中作动器 位置最佳，且减少传感器个数的目的。该研究需要分为两个相对独立的步骤才能完成优化 工作，且由于分为两步，难以保证优化结果为全局最优解。综上，现有的优化配置方法，大多 给定了作动器与传感器的数目，如何确定作动器/传感器的最优数目仍是一个比较棘手的 问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于有源减振系统传感器与作动器数量位置同时优 化方法，该方法通过在频域内对舰船有源减振系统中传感器作动器数量与位置同时进行优 化设计，在尽可能保持原系统控制效果(或性能损失可接受)的情况下，大幅降低控制系统 3 CN 111552187 A 说　明　书 2/5 页 规模。 实现本发明的技术方案如下： 一种用于有源减振系统传感器与作动器数量位置同时优化方法，其中有源振动系 统包括m个传感器和p个作动器，具体过程为： 步骤1，目标函数设计： 建立舰船有源减振系统的数学模型，基于数学模型设计优化所需的目标函数； 步骤2，振动测量与系统辨识: 通过测量获得振动系统各传感器处的原始振动情况，并通过开环激励获得各作动 器至各传感器的频域传递函数； 步骤3，遗传算法迭代优化： 基于目标函数构建适应度函数，从振动系统中选取n个传感器和q个作动器进行遗 传算法迭代，根据所述频域传递函数，计算当前次迭代对应的适应度函数，若当前次与上次 迭代的适应度函数满足设定要求，则将此次迭代所选的传感器和作动器的数量和位置作为 最优，其中，0