双台阵振动模拟平台控制系统关键技术研究

发布时间：2017-05-27 08:25

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【摘要】：本文的研究课题是来源于国家自然科学基金项目——“大型结构台阵振动模拟系统控制方法研究”,对两自由度冗余液压振动台实验系统和双振动台台阵实验系统的控制策略进行理论、仿真及实验研究。振动环境模拟实验是现代工程技术中一种基本的实验手段,通过在实验室条件下,利用振动环境模拟平台和振动控制策略,模拟被试件或结构在使用或运输过程中受到的振动环境,以考核产品在振动环境下保持其原有性能的能力,研究其结构可靠性和操纵可靠性,为试件的性能测试和技术改进提供重要的实验依据。随着被试件结构的增大和所处振动环境的复杂化,单一的小型振动台已经不能满足工程实际的需求,冗余振动和台阵系统很好的提供了更大的推力和解决了被试件振动不均匀的缺陷,能够复现更多的复杂振动环境。本文首先研究了冗余振动台的伺服控制系统,通过自由度控制策略实现了对振动台在两个自由度方向上的位移控制；通过冗余力控制策略实现了对振动台冗余力的控制,很好的解决了振动台的内力耦合：通过引入三状态控制策略,提高振动台的频宽、增大阻尼比、提高系统的稳定性。通过仿真验证了本文所设计的伺服控制系统是可行的。采用Simulink/SimMechanics对冗余振动台分别进行控制系统和动力学模型的仿真,并通过仿真结果和实验结果验证了控制策略的合理性。本文的最终目的是实现双振动台台阵系统的同步控制。为了验证同步控制的可行性,我们采用Simulink对控制系统建模,采用AMESim对液压系统建模,采用ADAMS建立双台阵系统动力学模型,采用三个软件进行联合仿真,实验结果表明双台阵系统进行同步控制的可行性。论文的最后,介绍了双振动台实验系统的组成,并对实验结果进行分析,验证了双振动台同步控制的正确性。
【关键词】：伺服控制 联合仿真 双台阵系统 同步控制
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB534.2;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及意义9-11
• 1.2 振动台发展现状11-15
• 1.2.1 振动台国外发展现状11-14
• 1.2.2 振动台国内发展现状14-15
• 1.3 台阵系统发展15-17
• 1.3.1 台阵系统国外发展现状15-16
• 1.3.2 台阵系统国内发展现状16-17
• 1.4 论文主要内容17-19
• 第2章 两自由度冗余液压振动台伺服控制系统设计19-31
• 2.1 两自由度冗余液压振动台实验系统组成19-22
• 2.1.1 两自由度冗余液压振动台机械系统组成19-20
• 2.1.2 两自由度冗余液压振动台控制系统组成20-22
• 2.2 两自由度冗余振动台伺服控制系统结构22-23
• 2.3 两自由度冗余振动台自由度控制23-25
• 2.4 两自由度冗余振动台冗余力控制25-27
• 2.5 两自由度冗余振动台三状态伺服控制器27-28
• 2.6 两自由度冗余振动台伺服控制器仿真28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第3章 基于Simulink/SimMechanics冗余振动台动力学建模仿真31-44
• 3.1 SimMechanics简介31-33
• 3.2 液压缸动力学模型建立33-35
• 3.3 振动台机械部分动力学模型建立35-38
• 3.3.1 上平台动力学模型建立35-36
• 3.3.2 十字虎克铰与底座动力学模型建立36-38
• 3.4 SimMechanics中振动台动力学模型整体构建38-39
• 3.5 基于Simulink/SimMechanics振动台动力学联合仿真39-41
• 3.5.1 基于Simulink阀控缸模型建立39-40
• 3.5.2 基于Simulink/SimMechanics振动台动力学模型总成40-41
• 3.6 仿真与实验验证41-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第4章 双振动台台阵系统联合仿真44-55
• 4.1 基于ADAMS的振动台台阵系统建模45-46
• 4.2 基于AMESim的液压系统建模46-48
• 4.3 ADAMS、AMESim与Simulink的联合仿真设置48-53
• 4.3.1 ADAMS/Simulink联合仿真接口设置48-51
• 4.3.2 AMESim/Simulink联合仿真接口设置51-53
• 4.4 ADAMS/AMESim/Simulink的联合仿真结果分析53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 双振动台台阵实验研究55-60
• 5.1 电动振动台简介55-57
• 5.1.1 电动振动台的机械组成55-56
• 5.1.2 电动振动台控制原理及其系统组成56-57
• 5.2 台阵实验系统简介57-59
• 5.2.1 台阵系统机械组成57-58
• 5.2.2 台阵实验控制原理及其系统组成58-59
• 5.3 台阵实验及其分析59
• 5.4 本章小结59-60
• 总结与展望60-61
• 参考文献61-66
• 攻读学位期间公开发表论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：399381