双通道汽车道路模拟试验台计算机测控系统的开发

摘要

电液伺服道路模拟振动试验台是进行汽车及其零部件室内道路模拟试验的关键基础设备之一，在汽车行业得到了迅速的发展。道路模拟振动试验台不仅负载量大，而且能模拟道路谱和标准函数对试件加载。由于道路模拟振动台是一个复杂的环境模拟系统，其系统特性随试件环境和试件状态的不同而不同，并呈现出一定的非线性。因此，振动台台面的运动能否准确的再现要求的道路谱是模拟振动试验的一个关键的问题。为了使振动台台面真实地反映路面环境，必须有个完善的控制系统。这样的控制系统基本上可分为2种类型：模拟控制和数字控制。但对现有的模拟控制系统来说由于其存在控制精度差、动态范围小等缺点，对精度要求比较高的道路模拟来说，己不能满足要求，而数字控制系统只要选择合适的控制算法，就能有效的解决这些问题。 迭代学习控制是智能控制中具有严格数学描叙的一个分支，控制器在运行过程中不需要辨识系统参数，它特别适合于有着非线性、强耦合、难以建模以及高精度轨迹控制要求的场合。 虚拟仪器技术的兴起及其在测控方面技术的发展和突破，使传统复杂的测控变得非常简单，同时效率也大大提高了。NI公司开发的G语言虚拟仪器软件LabVIEW，因其丰富的函数、控制、仿真、设计模块以及高效的程序代码执行率，使其成为目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境，是真正面向科学家和工程师的编程语言，被誉为“科学家与工程师”的语言。 鉴于此，在分析电液伺服道路模拟振动台的设备构成及其物理机理基础上针对武汉理工大学道路模拟试验台，推导出电液伺服道路模拟振动台的数学模型。从智能控制的角度出发设计了道路模拟振动台的迭代学习控制算法，并使用虚拟仪器软件LabVIEW进行了仿真，仿真结果表明此算法的可行性。 在实验室现有的硬件平台上利用虚拟仪器软件LabVIEW软件设计了道路模拟振动台数控系统的控制软件。数控系统能有效提高道路模拟振动波形精度，控制软件界面友好、操作方便。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的提出

1.2国内外研究状况

1.2.1国外状况

1.2.2国内状况及课题研究成果简介

1.3电液伺服振动台控制技术的发展与研究现状

1.4本文主要工作

第二章道路模拟振动台原理及数字控制的设计要求

2.1电液伺服道路模拟振动台设备构成

2.2电液伺服道路模拟振动台工作原理

2.3液压伺服系统的工作原理

2.4三参量伺服控制器的基本原理

2.5电液伺服道路模拟振动台数学模型

2.6电液伺服道路模拟振动台数控系统的设计要求

第3章道路模拟振动台的迭代学习控制策略

3.1迭代学习控制技术及其发展

3.2迭代学习控制的基本原理

3.3开环和闭环迭代学习控制

3.4迭代学习控制的学习律

3.4.1线性系统的学习律

3.4.2非线性系统的学习律

3.5道路模拟振动台的迭代学习控制算法及其仿真

3.5.1道路模拟振动台的迭代学习控制算法

3.5.2道路模拟振动台的迭代学习控制算法数字仿真

第4章道路模拟振动台数控系统的硬件构成

4.1低通抗混滤波器

4.2 USB-6008数据采集卡

4.2.1硬件安装与初始化

4.2.2数据的采集与输出

4.3小结

第五章道路模拟试验台数控系统控制软件的设计

5.1虚拟仪器介绍

5.2道路模拟试验系统软件开发平台

5.2.1 LabVIEW软件介绍

5.2.2道路谱模型的建立与模拟

5.2.3软件系统的开发

5.3模拟试验模块的设计及其控制效果

5.3.1波形在线定量判别法—相关系数

5.3.2迭代学习控制的控制流程

5.3.3模拟试验运行及控制效果分析

5.4小结

第六章全文总结与展望

6.1全文总结

6.2前景展望

参考文献

致谢