液压振动台低频拓展伺服控制算法与应用

摘要

液压振动台具有低频性能好、输出位移大等优点,在低频大位移振动试验领域具有无可替代的作用.但其固有频率低、试验频带窄的缺点又限制了它的适用范围.基于此,本文提出了一种液压振动台的低频拓展伺服控制算法,分别从经典控制理论和现代控制理论的角度对伺服控制算法进行了理论分析与验证,实现低频试验带宽的有效拓展.首先,基于液压振动台的参数确定其数学模型,分析其频响特性和极点分布,根据频响特性曲线确定其固有频率,根据极点分布图确定主导极点.其次,根据根轨迹法确定系统在输出反馈下的系统主导极点根轨迹,在根轨迹图上确定系统输出反馈的增益值及阻尼比的变化情况.在输出反馈控制系数不变的情况下引入状态反馈控制矩阵,通过优化状态反馈控制矩阵提高系统的固有频率.再次,针对系统等效传递函数中的低阶环节引入前馈控制对其进行校正拓展了频宽.最后通过实验验证了所提出的方法在液压振动台低频拓展中的可行性相有效性.