结构主动控制中液压振动台的控制器设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第12期机械工程学报Vo1．44No．122008年12月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGDec．2008DOI：10．3901／JME．2008．12．314结构主动控制中液压振动台的控制器设计’徐洋1,2华宏星2韩俊伟(1．中国科学院上海技术物理研究所上海200083：2．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240；3．哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001)摘要：建立主动质量阻尼(Activemass

2、damper，AMD)控制结构试验系统；完成具有多自由度共振性负载的液压动力机构的建模和分析；针对振动台液压系统的频宽满足不了试验需要的问题，采用三状态反馈和三状态顺馈的方法设计振动台控制器的，实现振动台加速度响应频宽的扩展和系统稳定性的提高；通过试验进行验证，得出系统能达到期望的响应频宽和稳定裕量的结论。关键词：主动控制主动质量阻尼振动台液压动力机构建模多自由度共振性负载中图分类号：0327ControllerDesignforHydraulicShakingTableinActiveStructuralCo

3、ntrolXUYang-HUAHongxingHANJunwei。(1．ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofScience，Shanghai200083；2．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240；3．SchoolofMechatronicEngineering，HarbinInstituteofTech

4、nology,Harbin150001)Abstract：Theexperimentalsystemforactivemassdamper(AMD)isbuilt．Themodelingandanalysisofhydraulicpowermechanism，withmulti—degree—of-freedomresonantload，areachieved．Focusingontheproblemthatthefrequencybandofshakingtablehydraulicsystemcannotm

5、eettherequirementofexperiment，thecontrollerisdesignedbyusingthree·statefeedbackandthree．statefeedforwardcontrolmethods，whichextendstheaccelerationfrequencybandofshakingtableandimprovesthestabilityofsystem．Theeffectivenessofcontrollersisexperimentallyvalidate

6、d．ItisconcludedthatthesystemCallreachtheexpectedresponsefrequencybandandstabilitymargins．Keywords：ActivecontrolActivemassdamperShakingtableHydraulicpowermechanismmodelingMulti．degree-of-freedomresonant1oad家，至今已有超过20栋的建筑物安装了AMD控制0前言系统I4】。AMD主动控制试验系统的目的就是把受控结构

7、模型固定在振动台上，通过振动台模拟结构基结构主动控制是一门多学科交叉的前沿研究础所受的实际振动情况，来研究结构减振的措施L5J。领域，具有振动控制效果好、适用范围广和目标选AMD主动控制试验系统一般包含两套液压激振系择灵活等特点[1-2]。主动质量阻尼(Activemass统，一套用于激励振动台产生模拟建筑结构所需的damper,AMD)系统由于结构简单、设备安装和施工随机振动，另一套用于驱动AMD质量块运动，以比较方便的优点，成为最常用的主动控制装置【jJ。达到抑制结构响应的目的。由于AMD系统的受控目前，日

8、本是世界上安装AMD控制系统最多的国模型相当于由集中质量相连接的多级共振性负载，具有多自由度，所以对振动台的液压控制系统的动力20071220收到初稿，20080821收到修改稿机构特性进行建模分析和试验验证是非常必要的。学兔兔www.xuetutu.com2008年12月徐洋等：结构主动控制中液压振动台的控制器设计315本文首先对已建立的AMD主动控制试验系统可以将弹性负载忽略。但对