三向六自由度振动控制系统控制算法研究与仿真

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1、学位论文的主要创新点YUl12fi2l17M34lll9l116II一、设计了三状态变量控制器，利用MATLAB／Si叫link软件对三向六自由度振动台系统建立了控制模型，对PID控制器和三状态控制器的控制能力分别通过实验仿真进行了对比，得出了三状态控制器应用的可行性和有效性；二、对伺服控制系统进行自由度的分解与合成计算，实现自由度信号对激振系统的驱动，并提出了八自由度控制策略。本课题在传统压力镇定控制器基础上设计出新的压力镇定器来实现解耦控制，使控制更方便简单。三、使用LABVIEW软件建立人机交互界面，主要包括数

2、据采集处理、信号发生器、伺服控制器、监控管理、图像处理等，简化了实验操作，提高了实验效率。摘要模拟振动测试的主要目的是用来检验产品在模拟真实的振动环境下能否保持其原有的稳定性能，在恶劣的振动环境下能否保持其原有的结构可靠性或者保持其原有的操作可靠性。这种模拟测试最初多在单轴振动台上进行实验，随着现代产品对模拟真实环境测试要求的提高，特别是一些军用产品对振动环境试验提出的要求越来越高，传统的单轴单激励振动系统只能产生很小的激振力或者不能提供所需的运动状态来模拟真实的工作环境。为了更好的模拟真实环境对大型产品的振动情况，

3、迫切需要采用多轴向振动系统来完成对产品的测试。本课题主要以本学院检测与控制实验室现有的单轴振动台为基础进行电液振动台振动控制系统研究。综述了电液振动台在国内外的发展现状及未来发展趋势，以及振动台在发展过程中遇到的主要难点，对三种振动台的主要性能、特点等进行比较。最后确定本课题的主要研究方向，即三向六自由度电液振动台振动控制系统的研究。本课题研究的主要内容有：(1)对三向六自由度电液振动台的总体结构和工作原理进行分析，并对振动台的台面控制原理进行研究，使用自由度独立控制，建立液压振动台各个环节的数学模型，对电液伺服系统

4、分别在时域和频域范围内作动态分析，由此了解该伺服控制系统具有非线性的特点；(2)对多轴振动台控制算法进行分析，根据课题研究的三向六自由度液压振动台的控制参数，设计出基于临界比例度整定法的PID控制器和三状态变量控制器，利用MATLAB／Simulink软件对伺服控制系统建立控制模型，对PID控制器和三状态控制器的控制能力分别通过实验仿真进行对比，得出三状态控制器应用的可行性和有效性：(3)对伺服控制系统进行自由度的分解与合成计算，实现自由度信号对激振系统的驱动，并提出了八自由度控制策略。该课题针对多自由度液压伺服系统

5、，在多个伺服激振系统同时动作时，互相之间会产生干扰，即耦合作用，因此本课题中设计了压力镇定控制器来实现解耦控制，从而保证了控制特性。(4)使用LABVIEW软件建立人机交互界面，主要包括数据采集处理、信号发生器、伺服控制器、监控管理、图像处理等，简化实验操作，提高实验效率。关键词：三向六自由度电液振动台；八自由度控制策略；三状态控制器；人机交互界面；AbstractThemainpurposeofthesimulatedvibrationtestistocheckoutifproductscankeepitsorig

6、inalstableperformanceinsimulatedrealvibrationenvironmentandwhetheritcankeepprimarystructurerelabilityandoperatingreliabilityinthebadvibrationenvironment，thatismainlytestingdesign，manufactureofequipmentorzerodevicewhentheyencounterforeignvibrationorvibrationsfro

7、mtheyselvesinthetransportanduseprocesswhetherproductscankeepitsoriginalcharacteristics．Firstlythesimulationtestmostlyexperimentinsingleshaftvibration，wkhtheriseofmodernDroductstotherealenvironmentsimulationtestrequirements，especiallysomemilitaryDroductstothevib

8、rationenvironmenttestdemandshigher,thetraditionalsingleshaftsingleexcitationvibrationsystemcannotprovideenoughthrustorachieveaspecificmovementleveltosimulationoftheactualwor