液壓振動(dòng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)是產(chǎn)品研制過程中的重要環(huán)節(jié)，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)修改及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供決策信息，其中，振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)是力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中的重要內(nèi)容。振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)通過在試驗(yàn)室內(nèi)模擬產(chǎn)品在實(shí)際工況下承受的振動(dòng)環(huán)境和環(huán)境效應(yīng)，鑒定產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，驗(yàn)證產(chǎn)品的機(jī)械、電氣性能是否符合設(shè)計(jì)要求。傳統(tǒng)的單點(diǎn)單軸振動(dòng)試驗(yàn)方法不能提供足夠的推力且無法模擬產(chǎn)品真實(shí)的多維振動(dòng)環(huán)境，因此，多點(diǎn)多軸振動(dòng)試驗(yàn)方法被普遍認(rèn)為是一種更為有效的振動(dòng)試驗(yàn)方法。多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)多

2、個(gè)激勵(lì)點(diǎn)在單個(gè)或多個(gè)軸向上的振動(dòng)試驗(yàn)方式，同時(shí)，可以滿足大推力、大位移、低頻響的振動(dòng)試驗(yàn)要求。本文圍繞液壓振動(dòng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展開研究，重點(diǎn)研究了控制系統(tǒng)的相關(guān)控制算法，并將其應(yīng)用于多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的控制試驗(yàn)中，取得較好的控制效果。
　　液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)三參量伺服控制技術(shù)研究。伺服控制部分是液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)控制的基本組成部分，是液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)完成復(fù)雜振動(dòng)控制功能的基礎(chǔ)。在對(duì)液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)深入研究基礎(chǔ)上，針對(duì)液壓振動(dòng)試驗(yàn)

3、系統(tǒng)阻尼小、存在油柱共振峰等問題，研究設(shè)計(jì)了一種三參量伺服控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)頻響特性的有效校正:(1)三參量反饋控制環(huán)節(jié)可以有效擴(kuò)展系統(tǒng)的頻寬，提高系統(tǒng)的阻尼比;(2)三參量前饋控制環(huán)節(jié)通過消除試驗(yàn)系統(tǒng)中距離虛軸較近的極點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻寬的進(jìn)一步擴(kuò)展。在三參量伺服控制研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了一種快速三參量控制參數(shù)整定方法，實(shí)現(xiàn)三參量伺服控制的快速參數(shù)整定。
　　多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)辨識(shí)方法研究。多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)

4、多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)，通過對(duì)系統(tǒng)時(shí)域建模方法與頻域建模方法進(jìn)行對(duì)比研究，指出頻域建模方法由于不需要事先確定系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，更適合多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的模型辨識(shí)。研究系統(tǒng)在存在干擾噪聲情況下，干擾噪聲對(duì)系統(tǒng)辨識(shí)效果的影響，指出系統(tǒng)在存在干擾噪聲的情況下，傳統(tǒng)的H1、H2、H3等頻響函數(shù)估計(jì)方法均是對(duì)系統(tǒng)的有偏估計(jì)，而Hv估計(jì)方法則是對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的無偏估計(jì)，相對(duì)于傳統(tǒng)的H1、H2、 H3估計(jì)方法，通過采用Hv估計(jì)方法，可以有

5、效抑制系統(tǒng)干擾噪聲對(duì)系統(tǒng)辨識(shí)過程的影響，提高對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的辨識(shí)精度。
　　多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)振動(dòng)控制算法研究。在系統(tǒng)振動(dòng)控制過程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的有效控制，消除干擾噪聲等非線性因素對(duì)系統(tǒng)控制的影響，重點(diǎn)研究了一種頻域X-濾波LMS自適應(yīng)逆控制算法，并將其應(yīng)用到多軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的功率譜復(fù)現(xiàn)和時(shí)域波形復(fù)現(xiàn)控制過程中，提出基于頻域X-濾波LMS自適應(yīng)逆控制的系統(tǒng)功率譜復(fù)現(xiàn)和時(shí)域波形復(fù)現(xiàn)控制算法。同時(shí)，通過對(duì)沖擊振動(dòng)試

6、驗(yàn)的研究，為更加真實(shí)的模擬產(chǎn)品在沖擊試驗(yàn)過程中可能承受的隨機(jī)信號(hào)，提出并實(shí)現(xiàn)一種基于頻域X-濾波LMS自適應(yīng)逆控制算法的隨機(jī)沖擊控制策略。
　　控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及試驗(yàn)。重點(diǎn)介紹了液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)中液壓伺服控制器和多軸振動(dòng)控制器的功能及硬件組成，并選用一套雙臺(tái)并激液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)作為具體試驗(yàn)對(duì)象，首先進(jìn)行三參量伺服控制試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明:采用快速三參量控制參數(shù)整定算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)三參量伺服控制的快速參數(shù)整定，且控制參數(shù)對(duì)試