多轴振动试验系统台体结构设计及控制技术研究

发布时间：2017-05-23 13:06

  本文关键词：多轴振动试验系统台体结构设计及控制技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：振动试验通过复现给定的功率谱或振动波形,再现真实的振动环境,常用于考核设备在振动情况下的性能,广泛应用于航空航天、机械制造、车辆与船舶、桥梁与建筑等众多工程测试和结构减振领域。随着工程设备结构的复杂化和多样化,单轴单点激励振动试验系统难以满足越来越高的试验要求,而多轴多点激励振动试验系统能有效克服单轴单点激励振动试验的推力不足、应力不均等问题,更加真实地再现实际振动环境。本文根据已有的研究成果,对多轴做了进一步的研究与设计,主要集中在以下方面：1)多轴振动试验系统的构成及特性分析。通过对现有单轴以及多轴系统的平台进行分析总结基础上,设计了多轴振动试验系统方案,并从系统组成、工作原理、技术指标等内容进行了研究。2)多轴振动系统的台面设计。台面是振动台体结构系统中的关键部件,本文对单轴和三轴台面结构方案和优化设计做了理论分析,并利用ANSYS软件对其进行了仿真,获得了符合技术指标的一阶弯曲频率。3)控制算法设计。振动控制技术是振动试验中的一项关键技术,论文分析了多轴振动试验系统建模方法,考虑输入、输出信号均存在噪声,选用了Hv频响函数估计法进行辨识。由于系统耦合作用,传递函数在某些频率点或频段上发生奇异。为了解决奇异矩阵求逆困难问题,本文提出基于广义逆理论的解耦控制算法,采用奇异值截断法保证算法的稳定性,同时采用迭代控制算法修正驱动谱,进而提高振动控制的精度。论文最后在多轴振动控制技术的研究基础上,结合已有的振动试验控制系统硬件平台,对三轴随机振动进行了功率谱复现试验研究。试验结果表明振动控制系统的控制响应功率谱都控制在±3dB范围内,验证了该三轴振动试验系统具有较好的控制精度。
【关键词】：振动试验 多轴多点激励 振动控制技术 功率谱复现
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB53
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景9-11
• 1.2 多轴振动试验系统的研究状况11-13
• 1.2.1 国外研究进展11-13
• 1.2.2 国内研究进展13
• 1.3 多轴振动控制技术研究状况13-15
• 1.3.1 外国研究进展13-14
• 1.3.2 国内研究进展14-15
• 1.4 研究内容和意义15-18
• 1.4.1 研究内容15-17
• 1.4.2 研究意义17-18
• 2 多轴振动试验系统总体方案分析18-27
• 2.1 电动式多轴振动试验系统技术指标18
• 2.2 电动式多轴振动试验系统研究18-23
• 2.2.1 多轴振动试验系统的基本组成18-21
• 2.2.2 多轴振动试验系统的工作原理21-23
• 2.3 多轴振动试验系统的实现方案23-26
• 2.3.1 多轴振动试验系统方案技术要求23
• 2.3.2 多轴振动试验系统结构设计23-24
• 2.3.3 多轴振动控制算法设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 振动台台体结构设计27-48
• 3.1 直线导轨滑块的选用27-33
• 3.2 振动试验系统台面结构的有限元分析33-36
• 3.2.1 台面分析目的33
• 3.2.2 台面结构有限元方法33-36
• 3.3 台面模态分析36-42
• 3.4 台面优化设计42-47
• 3.4.1 结构优化的理论基础42-44
• 3.4.2 结构优化的模态分析44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 4 多轴向振动试验系统控制研究48-59
• 4.1 多轴多激励振动试验控制系统的辨识48-52
• 4.1.1 输出噪声估计模型—H_1估计49-50
• 4.1.2 输入噪声估计模型—H_2估计50-51
• 4.1.3 输入输出噪声估计模型—H_v估计51-52
• 4.2 多轴向多激励振动试验系统解耦研究52-54
• 4.3 多轴向多激励振动试验系统功率谱复现控制算法54-58
• 4.3.1 多轴向多激励振动试验系统频响函数估计55
• 4.3.2 多轴向多激励振动试验系统阻抗计算55-56
• 4.3.3 多轴向多激励振动试验系统驱动信号控制56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 多轴多点激励振动控制系统研究与试验59-69
• 5.1 多轴多点激励振动控制系统关键技术59-61
• 5.2 试验验证61-68
• 5.2.1 直线导轨频响特性试验研究61-65
• 5.2.2 多轴振动试验系统试验研究65-68
• 5.3 本章小结68-69
• 6 总结与展望69-71
• 6.1 论文总结69-70
• 6.2 相关工作展望70-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士期间已录用的论文76

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 贺惠农;陈章位;;多台同步振动控制理论与应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

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本文编号：388016