多轴随机振动控制系统开发.pdf

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1、2013年5月机床与液压Mav2013第4l卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．09．026多轴随机振动控制系统开发严侠，李晓林，王珏(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：设计出多轴随机振动控制算法。以NI的PXIRT系统为硬件平台，利用LabVIEW软件开发工具，进行多轴随机振动控制系统的软件开发，所设计的多轴振动控制系统，能够实现六维的随机振动控制，其动态范围达到75dB。同时在6t

2、、8t双振动台和某型三轴自由度液压振动台上进行连台控制调试。控制结果表明：经过多帧均衡后，各方向上控制容差均在±3dB以内。关键词：多维振动控制；随机振动；环境模拟中图分类号：TM921．5文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)9—094—4DevelopmentofMulti．aixsRandomVibrationControlSystemYANXia．LIXiaolin．WANGJue(InstituteofSystemsEngineering，ChinaAcademyofEngineering

3、Physics，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Themulti—axisrandomvibrationcontrolalgorithmwasdesigned．BasedontheNIPXIrealtimehardwaresystem．themulti—axisrandomvibrationcontrolsystemwasdevelopedbyusingLabVIEWsoftwaretoo1．Itsdynamicrangecanbeupto75dBanditcanbeapp

4、liedforthesixdimensionvibrationtest．Meantimeithasbeensuccessfullyappliedtocontrolthe6t，8tdoubleelectric—shaketableandthethreeaxis—sixDOFhydraulicshakingtable．Therandomtestresultshowsthatthecontrolqualityissatisfiedandthecontrolspectrumsarewithin±3dBineachdimen

5、sion．Keywords：Multi—dimensionvibrationcontrol；Randomvibration；Environmentsimulation多轴振动控制技术广泛应用于多轴振动环境模控制器的自主研发能力。拟、武器飞行环境模拟、机载环境模拟、车辆运输模多轴随机振动控制系统是通过设定参考谱矩阵，拟、海浪模拟、地震模拟等方面，而其中多轴随机振通过参考谱与控制点反馈加速度PSD谱比较，不断动环境模拟应用尤为广泛。以往由于试验技术和设备修正驱动谱输出，以使得振动台控制点信号谱矩阵逼的限制，常以3个正交

6、轴依次进行的单轴振动试验来近参考谱矩阵。多轴随机振动控制方法类似于单轴随近似等效多轴振动试验，随着人们认识的深入，已逐机振动控制，但算法上更加复杂，除需要解决随机渐意识到二者并不能简单地等效，多轴振动可能激发驱动信号搭接问题、功率谱密度均衡、反馈修正出单轴振动无法激发的故障模式，使得通过单轴振动外，还需要解决系统传递函数矩阵估计以及求逆问试验的产品在真实的振动环境中可能出现故障。另外题。作者所开发的多轴随机振动控制器能够完成六维随着试验技术的不断发展，多轴液压振动台”、多轴的随机振动，经多帧均衡后，控制平稳，其控制

7、技术电动振动台在国内相继建立，而多轴振动控制器发接近国外多轴随机控制器水平，可应用于多轴振动台展却相对滞后，目前主要依赖于国际SD公司的Ju—的随机振动控制。GARMIMO控制器以及LMS公司多维随机振动控制1多轴随机振动控制算法研究器J，国内至今仍无成熟的多轴控制器产品推出。1．1多输入多输出(MIMO)系统理论简述同时，这些国际上的控制器在实际应用中发现其功能为了进行多轴随机振动控制算法研究，有必要对和技术上仍有一些不够完善的地方，并且算法不对外多输入多输出系统理论进行简述。开放，功能固定，也使得在某些方面的应

8、用不能满足MIMO系统按传递函数矩阵描述如下用户需求(如sD控制器不具备多通道谱平均控制)。Y()：H()U()(1)通过开展多轴随机振动控制技术研究，将有助于提高式中：Y()C表示系统Z个输出，U()∈C表国内在多维振动控制技术领域的水平，提升国内振动示系统m个输入；H()∈C“表示系统的传递函数收稿日期：2012—09—03基金项目：国家国防科技工业局消