三向六自由度振動控制系統(tǒng)控制算法的研究與仿真.pdf

1、模擬振動測試的主要目的是用來檢驗產(chǎn)品在模擬真實的振動環(huán)境下能否保持其原有的穩(wěn)定性能，在惡劣的振動環(huán)境下能否保持其原有的結(jié)構(gòu)可靠性或者保持其原有的操作可靠性。這種模擬測試最初多在單軸振動臺上進行實驗，隨著現(xiàn)代產(chǎn)品對模擬真實環(huán)境測試要求的提高，特別是一些軍用產(chǎn)品對振動環(huán)境試驗提出的要求越來越高，傳統(tǒng)的單軸單激勵振動系統(tǒng)只能產(chǎn)生很小的激振力或者不能提供所需的運動狀態(tài)來模擬真實的工作環(huán)境。為了更好的模擬真實環(huán)境對大型產(chǎn)品的振動情況，迫切需要采用

2、多軸向振動系統(tǒng)來完成對產(chǎn)品的測試。
　　 本課題主要以本學(xué)院檢測與控制實驗室現(xiàn)有的單軸振動臺為基礎(chǔ)進行電液振動臺振動控制系統(tǒng)研究。綜述了電液振動臺在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，以及振動臺在發(fā)展過程中遇到的主要難點，對三種振動臺的主要性能、特點等進行比較。最后確定本課題的主要研究方向，即三向六自由度電液振動臺振動控制系統(tǒng)的研究。
　　 本課題研究的主要內(nèi)容有:
　　 (1)對三向六自由度電液振動臺的總體結(jié)構(gòu)和工

3、作原理進行分析，并對振動臺的臺面控制原理進行研究，使用自由度獨立控制，建立液壓振動臺各個環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，對電液伺服系統(tǒng)分別在時域和頻域范圍內(nèi)作動態(tài)分析，由此了解該伺服控制系統(tǒng)具有非線性的特點;
　　 (2)對多軸振動臺控制算法進行分析，根據(jù)課題研究的三向六自由度液壓振動臺的控制參數(shù)，設(shè)計出基于臨界比例度整定法的PID控制器和三狀態(tài)變量控制器，利用MATLAB/Simulink軟件對伺服控制系統(tǒng)建立控制模型，對PID控制器和三狀態(tài)

4、控制器的控制能力分別通過實驗仿真進行對比，得出三狀態(tài)控制器應(yīng)用的可行性和有效性;
　　 (3)對伺服控制系統(tǒng)進行自由度的分解與合成計算，實現(xiàn)自由度信號對激振系統(tǒng)的驅(qū)動，并提出了八自由度控制策略。該課題針對多自由度液壓伺服系統(tǒng)，在多個伺服激振系統(tǒng)同時動作時，互相之間會產(chǎn)生干擾，即耦合作用，因此本課題中設(shè)計了壓力鎮(zhèn)定控制器來實現(xiàn)解耦控制，從而保證了控制特性。
　　 (4)使用LABVIEW軟件建立人機交互界面，主要包括數(shù)據(jù)采