緊湊型六自由度振動臺結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化.pdf

1、液壓振動模擬試驗系統(tǒng)作為產(chǎn)品抗震性能和可靠性驗證的主要手段，是工程研究領(lǐng)域的一種關(guān)鍵設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器、汽車、建筑等工業(yè)部門。本課題以哈爾濱工業(yè)大學(xué)電液伺服仿真及試驗系統(tǒng)研究所正在研究的“緊湊型六自由度振動臺”工程項目為背景，分別研究了這類振動臺的結(jié)構(gòu)特性、運動學(xué)、多剛體動力學(xué)、頻率特性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及基本控制策略。為該類振動臺的實際研制奠定了基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了該類高頻振動臺的結(jié)構(gòu)特點，以此為依

2、據(jù)，借鑒串、并聯(lián)混合機(jī)構(gòu)的分析經(jīng)驗，推導(dǎo)其運動學(xué)反解的數(shù)學(xué)模型，并得到機(jī)構(gòu)的速度雅克比矩陣。然后對試驗臺進(jìn)行運動學(xué)仿真，驗證模型的正確性?？紤]該振動臺是輕負(fù)載，不能忽略活塞桿和連桿質(zhì)量，故采用Kane法對緊湊型六自由度振動臺進(jìn)行多剛體動力學(xué)建模，利用Matlab/Simulink模型驗證，從而為振動臺的優(yōu)化設(shè)計及動力機(jī)構(gòu)的設(shè)計選型奠定基礎(chǔ)。
　　然后，推導(dǎo)出預(yù)載情況下該緊湊型振動臺的剛度矩陣，之后結(jié)合機(jī)構(gòu)的慣量矩陣，給出振動臺各個

3、自由度的固有頻率。分析各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對振動臺固有頻率的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，以擴(kuò)大頻寬、各向同性以及運動解耦為目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選。然后確定液壓缸和伺服閥的選型，并利用最大功能曲線和功率匹配曲線驗證優(yōu)化的合理性。
　　參考國外同類振動臺的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合具體設(shè)計指標(biāo)，以哈工大電液伺服仿真及試驗系統(tǒng)研究所在六自由度模擬臺、大型振動臺領(lǐng)域豐富的設(shè)計經(jīng)驗為基礎(chǔ)，確定緊湊型六自由度振動臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)和動力機(jī)構(gòu)的選型。
　　最后，建立通用