电液振动台干扰力补偿方法研究

摘要

电液振动台作为振动环境模拟试验的关键设备，广泛应用于航空、航天、兵器、核工业等国防工业领域和汽车、建筑等民用工业部门，为产品性能测试和技术改进提供重要的实验依据。运动过程中，电液振动台系统中因基础弹性、负载弹性以及柔性连接产生的干扰会影响振动台的控制精度，导致无法基于振动模拟测试数据对产品的可靠性进行评估。本课题将详细分析各种工况下振动台干扰力的产生机理，并对振动台干扰力补偿方法开展研究。
　　首先，为消除干扰力对振动台系统的影响，提出两自由度补偿控制策略，通过Matlab/Simulink建立理想条件下阀控缸模型，检验两自由度补偿控制策略的有效性。
　　其次，针对电液振动台系统的实际工况，分别对基础弹性系统、弹性负载系统、柔性连接系统以及复合工况系统进行详细分析及建模。运用两自由度补偿控制策略对其受到的干扰进行补偿，利用三状态控制器设计加速度跟踪回路。在Matlab/Simulink中建立仿真模型，通过仿真分析，检验各种工况下干扰补偿及加速度跟踪控制器的有效性。再次，基于试验数据，利用复函数曲线拟合方法对补偿控制器的传函进行辨识。
　　最后，用两自由度补偿控制策略在振动台上分别进行阶跃响应、正弦跟踪及频率特性分析试验。结果表明，两自由度补偿控制策略能够明显削弱干扰力对系统控制精度的影响，提高电液振动台系统的加速度跟踪精度。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 电液振动台国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 电液振动台控制技术发展及研究现状

1．4 本文主要研究内容

第2章 两自由度补偿控制策略

2．1 两自由度补偿控制策略概述

2．2 阀控缸位置伺服系统两自由度补偿控制仿真分析

2．2．1 阀控缸位置伺服系统建模

2．2．2 基于Simulink的两自由度补偿控制策略仿真分析

2．3 本章小结

第3章 电液振动台与两自由度控制系统建模及仿真分析

3．1 电液振动台系统概述

3．2 复合工况系统建模仿真分析

3．2．1 复合工况系统建模

3．2．2 复合工况系统两自由度补偿控制分析

3．2．3 三状态控制器

3．2．4 加速度反馈量的选择

3．2．5 复合工况系统两自由度补偿控制仿真结果分析

3．3 简单工况下系统两自由度补偿控制仿真分析

3．3．1 基础弹性系统两自由度补偿控制仿真分析

3．3．2 弹性负载系统两自由度补偿控制仿真分析

3．3．3 柔性连接系统两自由度补偿控制仿真分析

3．4 本章小结

第4章 电液振动台系统补偿环节传递函数辨识

4．1 复函数曲线拟合

4．2 补偿传递函数辨识

4．3 本章小结

第5章 两自由度补偿控制试验分析

5．1 电液振动台试验系统介绍

5．1．1 电液振动台试验系统的机械组成

5．1．2 电液振动台试验系统控制原理及其组成

5．2 系统干扰补偿控制试验分析

5．2．1 干扰补偿控制分析

5．2．2 加速度输入跟踪控制分析

5．3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢