一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法技术

技术编号:22072940 阅读:137 留言:0更新日期:2019-09-12 13:15
本发明专利技术公开了一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法,所述的两自由度电液振动台包括两个垂直向阀控缸机构、大虎克铰、支座、上平台和下平台。本发明专利技术通过采集两个阀控缸机构中各液压缸活塞杆的位置、速度和加速度信号,通过计算得到广义干扰补偿信号。利用广义干扰补偿信号调节阀控缸机构的驱动信号,进而达到提高振动台系统控制精度的目的。应用本发明专利技术提出的控制方法,可将横摇自由度加速度闭环传递函数幅频特性在50Hz频段内10dB的波动减小到3dB以内,明显提高了两自由度电液振动台的控制精度。本发明专利技术的算法的运行周期小于1ms,能够满足振动模拟系统的实验要求,所以本发明专利技术易于采用计算机数字控制实现。

An Active Disturbance Rejection Control Method for Two-DOF Electro-hydraulic Shaking Table

【技术实现步骤摘要】
一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法
本专利技术涉及振动模拟实验技术,特别是一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法。
技术介绍
振动模拟实验通过在实验室中再现实测的环境振动条件,考核试件在振动激励下的结构可靠性和操纵可靠性,目前被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等工业领域和部门。电液振动台易于实现低频大位移、大推力的振动激励,结构牢固,负载能力大,常用于大型结构或试件的振动模拟实验。电液振动台的控制方法是电液振动台的核心技术。如果控制方法选取不当,将极大降低环境振动条件的再现精度,严重影响对试件可靠性的定量评估。传统的两自由度电液振动台由2套阀控缸机构驱动,具有横摇和纵摇两个运动自由度。现有的针对单个阀控缸机构的干扰补偿控制方法无法直接应用于两自由度电液振动台系统中。分析表明,采用传统控制方法时,受模型不确定性及外干扰力等因素的影响,横摇自由度加速度闭环传递函数幅频特性在50Hz频段内出现了约10dB的波动,严重影响了给定信号在该频段内的再现精度。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题,本专利技术要设计一种可以有效的降低模型不确定性及干扰力对控制精度影响的两自由度电液振动台自抗扰控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法,所述的两自由度电液振动台包括两个垂直向阀控缸机构、大虎克铰(4)、支座(3)、上平台(5)和下平台(6);所述的两个垂直向阀控缸机构分别为1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2);所述的1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2)的下端分别通过各自的球铰与下平台(6)连接、上端分别通过各自的球铰与上平台(5)连接,所述的上平台(5)通过大虎克铰(4)与支座(3)相连,所述的支座(3)下端与下平台(6)固定连接;所述的上平台(5)绕大虎克铰(4)中心进行横摇和纵摇运动;设大虎克铰(4)中心为控制点,在控制点建立OXYZ坐标系;OX轴正方向由O点指向1号阀...

【技术特征摘要】
1.一种两自由度电液振动台自抗扰控制方法,所述的两自由度电液振动台包括两个垂直向阀控缸机构、大虎克铰(4)、支座(3)、上平台(5)和下平台(6);所述的两个垂直向阀控缸机构分别为1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2);所述的1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2)的下端分别通过各自的球铰与下平台(6)连接、上端分别通过各自的球铰与上平台(5)连接,所述的上平台(5)通过大虎克铰(4)与支座(3)相连,所述的支座(3)下端与下平台(6)固定连接;所述的上平台(5)绕大虎克铰(4)中心进行横摇和纵摇运动;设大虎克铰(4)中心为控制点,在控制点建立OXYZ坐标系;OX轴正方向由O点指向1号阀控缸机构(1)方向,且OX轴与1号阀控缸机构(1)及2号阀控缸机构(2)上铰点中心的连线垂直;OZ轴正方向垂直指向下平台(6);OX、OY及OZ三个坐标轴的方向满足右手定则;d1为1号阀控缸机构(1)与2号阀控缸机构(2)上端球铰中心的连线距离的一半,d2为大虎克铰(4)中心与1号阀控缸机构(1)上端球铰中心的连线在OX轴上的投影长度;其特征在于:具体的控制方法,包括以下步骤:A、输入两自由度电液振动台的加速度指令信号Q0,Q0为2×1列向量,如下式:Q0=[Rx0Ry0]T其中Rx0为横摇自由度的加速度指令信号;Ry0为纵摇自由度的加速度指令信号;将Q0作为顺馈模块的输入信号,计算顺馈模块的输出信号Qr,Qr为2×1列向量,如下式:Qr=[RxrRyr]T算式为:其中s为拉普拉斯变换算子,Kdr、Kvr、Kar分别为位姿增益、速度增益、加速度增益,计算公式分别为:其中ωh为阀控缸机构的固有频率,Kv为阀控缸机构的开环增益;B、采集两个阀控缸机构的活塞杆位置信号y,y为2×1列向量;信号y右乘矩阵J的逆矩阵,输出信号记为信号Qf,Qf为2×1...

【专利技术属性】
技术研发人员:关广丰魏浩熊伟王海涛马文琦
申请(专利权)人:大连海事大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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