三向六自由度振動(dòng)控制系統(tǒng)控制算法的研究與仿真.pdf

1、模擬振動(dòng)測(cè)試的主要目的是用來檢驗(yàn)產(chǎn)品在模擬真實(shí)的振動(dòng)環(huán)境下能否保持其原有的穩(wěn)定性能，在惡劣的振動(dòng)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(cè)試最初多在單軸振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，隨著現(xiàn)代產(chǎn)品對(duì)模擬真實(shí)環(huán)境測(cè)試要求的提高，特別是一些軍用產(chǎn)品對(duì)振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)提出的要求越來越高，傳統(tǒng)的單軸單激勵(lì)振動(dòng)系統(tǒng)只能產(chǎn)生很小的激振力或者不能提供所需的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來模擬真實(shí)的工作環(huán)境。為了更好的模擬真實(shí)環(huán)境對(duì)大型產(chǎn)品的振動(dòng)情況，迫切需要采用

2、多軸向振動(dòng)系統(tǒng)來完成對(duì)產(chǎn)品的測(cè)試。
　　 本課題主要以本學(xué)院檢測(cè)與控制實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的單軸振動(dòng)臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行電液振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)控制系統(tǒng)研究。綜述了電液振動(dòng)臺(tái)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)，以及振動(dòng)臺(tái)在發(fā)展過程中遇到的主要難點(diǎn)，對(duì)三種振動(dòng)臺(tái)的主要性能、特點(diǎn)等進(jìn)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(dòng)臺(tái)振動(dòng)控制系統(tǒng)的研究。
　　 本課題研究的主要內(nèi)容有:
　　 (1)對(duì)三向六自由度電液振動(dòng)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)和工

3、作原理進(jìn)行分析，并對(duì)振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面控制原理進(jìn)行研究，使用自由度獨(dú)立控制，建立液壓振動(dòng)臺(tái)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)電液伺服系統(tǒng)分別在時(shí)域和頻域范圍內(nèi)作動(dòng)態(tài)分析，由此了解該伺服控制系統(tǒng)具有非線性的特點(diǎn);
　　 (2)對(duì)多軸振動(dòng)臺(tái)控制算法進(jìn)行分析，根據(jù)課題研究的三向六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)的控制參數(shù)，設(shè)計(jì)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(duì)伺服控制系統(tǒng)建立控制模型，對(duì)PID控制器和三狀態(tài)

4、控制器的控制能力分別通過實(shí)驗(yàn)仿真進(jìn)行對(duì)比，得出三狀態(tài)控制器應(yīng)用的可行性和有效性;
　　 (3)對(duì)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行自由度的分解與合成計(jì)算，實(shí)現(xiàn)自由度信號(hào)對(duì)激振系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，并提出了八自由度控制策略。該課題針對(duì)多自由度液壓伺服系統(tǒng)，在多個(gè)伺服激振系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作時(shí)，互相之間會(huì)產(chǎn)生干擾，即耦合作用，因此本課題中設(shè)計(jì)了壓力鎮(zhèn)定控制器來實(shí)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(jī)交互界面，主要包括數(shù)據(jù)采