基于最小控制合成算法的電液伺服振動臺控制研究.pdf

1、電液伺服振動臺是振動試驗的主要裝置，廣泛應(yīng)用于地震模擬、航空航天、建筑工程等許多領(lǐng)域。因此，深入研究電液伺服振動臺具有重要意義。實際上振動臺的電液伺服系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)，存在內(nèi)部參數(shù)變化、外部干擾等因素的影響，使系統(tǒng)加速度響應(yīng)信號跟蹤精度較低。應(yīng)用傳統(tǒng)固定增益算法根本不能有效地控制振動臺系統(tǒng)，因為這些算法都是基于振動臺和試樣的線性模型，參數(shù)假定是固定不變的。若系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)突然發(fā)生變化，就需重新設(shè)計傳統(tǒng)固定增益算法的控制器參數(shù)，有時甚至

2、需要調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)，進而就會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，本文采用最小控制合成算法以提高電液伺服振動臺系統(tǒng)的加速度響應(yīng)信號的跟蹤精度。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外振動臺的發(fā)展現(xiàn)狀以及相關(guān)控制策略的研究，建立電液伺服振動臺動力機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型并對頻率特性進行分析，分析結(jié)果表明系統(tǒng)的頻寬不能滿足期望的要求，因此設(shè)計滿足系統(tǒng)頻寬的三狀態(tài)控制（TVC）器，隨后對應(yīng)用TVC策略的振動臺系統(tǒng)進行了仿真，結(jié)果顯示頻寬滿足了期望的要求，但加速度響應(yīng)信號的

3、跟蹤精度不是很好。
　　然后針對系統(tǒng)的加速度跟蹤精度情況，將最小控制合成（MCS）算法應(yīng)用到振動臺系統(tǒng)中。該算法與其他控制算法相比，有很多優(yōu)勢，對于參數(shù)變化、外部干擾、內(nèi)部交叉耦合等非線性的系統(tǒng)都可以具有良好的閉環(huán)特性；被控對象的數(shù)學(xué)模型不需要辨識、也不需要推導(dǎo)系統(tǒng)的控制律和求解 Lyapunov方程。介紹了 MCS算法的控制原理以及控制方案，并對MCS算法應(yīng)用于振動臺系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了證明。
　　最后采用MATLAB軟件對