文档介绍：硕士学位论文
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两轴离心机振动台激振系统设计
及伺服控制策略的研究
(应用型)
(黑体 2 号字)
EXCITATION SYSTEM DESIGN AND
SERVO CONTROL STRATEGY STUDY
OF TWO AXIS CENTRIFUGE SHAKER
(Times New Roman 2 号字加粗,题目太长时可用小 2 号字)
高良
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(宋体小 2 号字加粗)
哈尔滨工业大学
2013 年 7 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
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(宋体小 4 号字) (宋体小 4 号字)
工学硕士学位论文
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(宋体小 2 号字加粗)
两轴离心机振动台激振系统设计
及伺服控制策略的研究
(应用型)
(黑体 2 号字)
硕士研究生: 高良
导师: 丛大成教授
申请学位: 工学硕士
学科: 机械电子工程
所在单位: 机电工程学院
答辩日期: 2013 年 7 月 1 日
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: School code:10213
: Security classification:public
Dissertation for the Masteral Degree in Engineering
EXCITATION SYSTEM DESIGN AND
SERVO CONTROL STRATEGY STUDY
OF TWO AXIS CENTRIFUGE SHAKER
Candidate: Gao Liang
Supervisor: Prof. Cong Dacheng
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Mechatronic Engineering
Affiliation: School of Mechatronics Engineering
Date of Defence: July 1nd, 2013
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
本课题来自哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所与中国地震
局工程力学研究所的合作项目:大型两轴液压离心机振动台的研制。离心机
振动台是岩土工程抗震领域最先进、最有效的实验设备,两轴离心机振动台
相比单轴离心机振动台而言,能够更精确地模拟岩土模型在地震环境下的响
应,因此研究两轴液压离心机振动台具有重要的现实意义。在单轴液压离心
机振动台的基础上添加垂向静力平衡式液压作动器,实现振动台的水平垂直
双向振动。本课题主要针对两轴液压离心机振动台双向激振系统的设计及伺
服控制策略的相关内容进行研究。
本文介绍了两轴液压离心机振动台的结构和静力平衡式液压作动器的工
作原理,根据离心机振动台在两种典型工况下垂向液压作动器和水平向液压
作动器的受力情况设计了液压动力机构和不完全平衡型静压支承。
利用自由度控制策略控制驱动冗余系统;通过对振动平台进行自由状态
下的模态分析,在传统自由度控制策略的基础上增设一个附加扭曲自由度,
减少了由于驱动量的解不唯一产生的系统内力耦合;采用基于增设扭曲自由
度的控制方法设计的压力镇定控制器,减小由于零位线性化方法的局限性和
安装误差引起的系统内力耦合。
研究了两轴液压离心机振动台的伺服控制策略,具体包括自由度合成与
分解控制器、压力镇定控制器、三状态控制器。在三状态控制器的设计时,
考虑到水平、垂向激振器液压固有频率的差异及系统频宽的要求,采用两种
不同的方法对三状态控制器进行设计,并建立振动台伺服控制系统 Simulink
模型进行仿真分析,验证伺服控制策略的有效性。
关键词两轴离心机振动台;静力平衡式液压作动器;内力耦合;伺服控制
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
This project, namely research on large hydraulic two-axis centrifugal shaker,
is part of