文档介绍：工学硕士学位论文
单轴液压角振动台振动控制研究
RESEARCH ON VIBRATION CONTROL OF
SINGLE-AXIS ELECTROHYDRAULIC ANGULAR
VIBRATION TABLE
关晋凯
哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
图书分类号:TP273+.3 学校代码:10213
: 密级:公开
工学硕士学位论文
单轴液压角振动台振动控制研究
硕士研究生: 关晋凯
导师:赵克定教授
副导师:袁立鹏讲师
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 机械电子工程
所在单位: 机电工程学院
答辩日期: 2009 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:TP273+.3 School code:10213
: Security classification:public
Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON VIBRATION CONTROL OF
SINGLE-AXIS ELECTROHYDRAULIC ANGULAR
VIBRATION TABLE
Candidate: Guan Jinkai
Supervisor: Prof. Zhao Keding
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Mechatronics Engineering
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
振动台是实验室内模拟真实的振动环境的重要试验设备,其中电液伺服角
振动台作为一种独特的环境模拟设备在导弹、火箭、卫星等国防领域有着重要
的作用。为了更真实的模拟实际的振动环境,只对电液伺服角振动台进行正弦
振动控制已经无法满足要求,随机振动控制的研究在角振动控制技术领域显得
越来越重要。
随机振动控制要求振动试验系统具有高频响性能,电液伺服角振动台的液
压动力机构是阀控马达系统,而电液伺服阀控马达系统的固有频率较低,因此
研究扩展阀控马达系统频宽的伺服控制方法对于随机角振动控制非常关键。本
文针对单轴电液角振动台系统建立完整的阀控马达系统的数学模型,研究有效
提高系统频宽的三状态控制策略,根据极点配置原理设计三状态控制器。并通
过仿真分析验证三状态控制策略可以有效拓展系统频宽。
在随机振动控制中,仅依靠伺服控制提高系统频宽不能满足随机振动复现
控制精度,主要是由于试验系统中存在的非线性和系统频宽拓展的局限性所致。
要高精度复现随机振动形式,必须进行随机振动的复现迭代控制。本文重点分
析了随机振动的波形复现迭代控制算法和功率谱复现迭代控制算法。在复现迭
代算法中频响函数估计的精确程度对迭代结果有很大的影响,本文分析了传统
的频响函数估计方法及其存在的问题,提出了一种基于自适应滤波原理的频响
函数辨识方法,分析了自适应滤波原理,采用了改进的变步长自适应滤波算法
-LMS 算法。该频响函数辨识方法具有自适应滤波的特点,是一种能够随系统
频率特性变化而实时调整的频响函数估计方法,并且不需要关注信号噪声的统
计特性。本文分析了迭代过程中的响应谱估计、驱动谱修正和时域信号生成等,
并对驱动谱修正做出了变系数的改进。最后通过仿真验证振动迭代控制理论的
分析结论。
通过单轴电液角振动试验来验证本文的理论研究内容,单轴角振动试验主
要包括了三状态控制器调试试验、频响函数辨识试验、波形复现控制试验和功
率谱复现控制试验。
关键词角振动台;三状态控制;频响函数辨识;随机振动复现控制算法
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Vibration table is a kind of standard experiment equipment which is used to
rep