多軸振動試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析.pdf

1、液壓振動試驗(yàn)系統(tǒng)是工程研究中的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于航天、汽車、建筑、材料等許多重要工業(yè)領(lǐng)域。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)電液伺服仿真及試驗(yàn)系統(tǒng)研究所在研項(xiàng)目“多軸振動試驗(yàn)臺”為背景，對多軸振動試驗(yàn)臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)特性、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及基本控制策略進(jìn)行理論分析，為多軸振動試驗(yàn)臺的實(shí)際研制作鋪墊。
　　首先，在分析國內(nèi)外多自由度振動臺研究和應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，參考國外同類產(chǎn)品，完成了多軸振動試驗(yàn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計。多軸振動試驗(yàn)臺是典型的

2、Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的變體，是一種串、并聯(lián)混合的機(jī)構(gòu)。文中綜合運(yùn)用串聯(lián)機(jī)構(gòu)與Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正反解解法，推導(dǎo)出多軸振動試驗(yàn)臺的運(yùn)動學(xué)反解的解析解與數(shù)值解；同時在參考 Stewart機(jī)構(gòu)正解算法的基礎(chǔ)上，給出了多軸振動試驗(yàn)臺的運(yùn)動學(xué)正解算法。并采用聯(lián)合仿真的方式對運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，進(jìn)行了算法的精度和實(shí)時性分析,全面分析了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)特性。
　　在動力學(xué)研究中，先將多軸振動試驗(yàn)臺簡化成單剛體，采用牛頓-歐拉方程對系

3、統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)建模。然后，利用所建的動力學(xué)模型對該機(jī)構(gòu)在典型運(yùn)動工況下支撐桿和作動器的受力進(jìn)行分析。并在運(yùn)動學(xué)分析和動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的動力機(jī)構(gòu)。
　　在控制策略研究中先給出作動器的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此對單通道液壓作動器進(jìn)行了設(shè)計，然后對多軸振動試驗(yàn)臺鉸點(diǎn)空間PID控制策略進(jìn)行研究。
　　為了在建造實(shí)物樣機(jī)之前驗(yàn)證分析的可行性、正確性，本文應(yīng)用ADAMS建立了實(shí)物的虛擬樣機(jī)模型，并將其與Matlab/simulink仿真