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高频激振控制器的研究

高频疲劳试验机是一种典型的非线性时变系统,采用传统的常规控制方法对试验过程进行控制,其控制精度不高,误差大。本文对解决上述问题作了一些探索性的研究工作。在分析了试验机中的电磁激振器振动机理及振动输出的传递方式基础上,推导了激振力数学表达式,构建共振式振动系统的数学模型;以此为基础,结合高频疲劳试验机的特点,分析并改进了模糊PID控制算法,使其符合试验机运行实际;设计出控制系统的主要硬件电路,实现试验机数字化、智能化、集成化。本课题的主要研究内容有:1.根据电磁学理论推导出电磁激振器磁密和激振力的一般表达式;2.对振动系统动态特性进行了研究。研究与分析了共振式振动系统的动态响应特性,建立了共振式振动系统的数学模型;3.建立振幅控制系统的数学模型,导出振幅同可控硅导通角之间的动态关系,为振幅控制提供了理论依据;4.设计了参数自整定模糊PID推理器,利用CPLD实现该推理器,实时得到适合于该时刻的PID参数,提高控制精度;5.设计了波  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江工业大学
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电液高频疲劳试验机的控制系统设计研究

电液高频疲劳试验机由于其响应速度快、输出功率大、控制精度高、输出交变载荷波形失真小等特点而广泛应用于航空航天、军事、交通、工程机械等领域。本文以电液高频疲劳试验机为研究背景,以实验室现有的高频激振技术为依托,通过改进机械结构提高了疲劳试验性能,使其具有高频试验能力。电液高频疲劳试验机主要由上夹头位置同步控制器以及高频激振器组成。由于高频激振器是产生激振的核心器件,对高频激振器及其控制技术进行了深入研究。为了解决传统的伺服阀难以实现高频激振的问题,设计了一种结构特殊的2D高频阀。该2D高频阀有两个自由度,可分别实现高频激振器的激振频率以及激振幅值控制。同时,在双出杆液压缸上并联一个2D数字阀,用以控制高频激振器的振动中心。在改进电液高频疲劳试验机试验机机械结构的基础上,设计研究了其控制系统。论文的主要内容和成果有:1.对电液高频疲劳试验机的工作原理进行分析。分别介绍了高频激振器的工作原理和上夹头位置同步控制器的工作原理。由于高频激...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江工业大学
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基于DSP的高频电液激振平台的控制器研究

电液激振台的实际运行精度很大的程度取决于控制系统的控制精度,随着振动试验对于工作频率,输出精度要求的提高,对振动的控制系统提出了新的要求。为了完成对2D电液伺服阀双自由度的控制,实现高频激振,将具有快速处理能力以及丰富外围控制接口的TMS320F2812芯片运用到高频电液激振台控制系统的构建中。控制器通过对步进直线电机和同步伺服电机的调控实现对2D电液伺服阀阀芯开口的精确定位和对阀芯转速的控制,同时实现与上位机的通信。通过数字滤波对采集信号进行处理,提高控制精度,并通过控制算法实现在非线性失真下的跟踪控制与补偿,通过程序设定防止电机失步和速度突变。实验结果表明,控制系统稳定可靠,能随着阀芯轴旋转运动和轴向滑动分别实现激振频率和幅值的控制。在控制器的控制下,电液激振台的激振频率达到了2950Hz,输出力在低频段最大值达到了300KN,符合设计初衷。本文的主要工作包括:第一章,结合国内外文献对本文的研究内容进行了综述,对电液激振台控...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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气动隔振器及八作动器隔振平台控制问题研究

在卫星的寿命周期内,发射过程中的振动环境最为恶劣。采用六自由度隔振平台作为运载火箭和卫星的连接装置,能够隔离火箭传递到卫星的振动载荷,改善卫星发射过程的动力学环境。为保证可靠性和提高承载能力,本文采用气动八作动器主-被动一体化隔振平台实现卫星的六自由隔振。论文研究了气动隔振器及其构成的八作动器隔振平台的控制问题,重点研究了八作动器隔振平台的解耦控制方法。首先建立了气动主-被动一体化隔振器的动力学模型,分析了隔振器采用负载加速度反馈、相对位移反馈、气腔压力反馈以及基座加速度前馈控制时的控制性能,并通过实验进行了验证。然后将自适应滤波算法应用于气动隔振器的主动控制,通过实验对滤波x-LMS算法的两种控制器结构——自适应横向滤波器与自适应梳状滤波器进行了对比分析,讨论了影响振动控制效果的主要因素。实验结果显示,对简谐激励,两种滤波器的控制效果基本相同;但对含有多个谐波成分的周期激励,采用自适应梳状滤波器能得到更好的振动抑制效果。通过在...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江工业大学
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单轴高频电液振动试验台控制器的研究

电液振动试验台作为可靠性试验的关键设备,广泛应用于许多重要的工程领域,如航天器、车辆、船舶的环境试验;工程材料高频疲劳试验;桥梁、高层建筑等大型工程的抗震试验等,电液振动试验台性能好坏,技术水平的高低直接影响到各个工业领域技术的进步和发展,因此,对电液振动试验台的研究是一项非常重要的基础研究。传统的阀控缸或马达构成的电液振动台,受制于伺服阀的频响性能很难实现高频振动。2D阀的阀芯具有旋转和轴向滑动的双自由度,以2D阀为核心的2D阀控电液振动台能够实现2000Hz以上的高频振动。2D阀控电液振动台的控制分为频率控制、幅值控制和偏置控制三个方面。阀芯的转速和轴向位移分别用于振动频率和振幅的独立控制。由于2D阀的转阀结构,2D阀控电液振动台不能像一般的电液伺服系统一样通过引入一个偏置信号构成闭环的方式实现偏置控制。因此采用数字伺服阀和2D阀、单出杆液压缸并联的方式实现偏置控制。具体研究内容如下:第一章,论述了振动试验台的国内外研究现状...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江工业大学
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高频疲劳试验机激振控制系统的研究

疲劳试验机是一种用于在常温状态下测量金属及其构件受到拉伸、压缩或拉压交变载荷力的疲劳性能、疲劳寿命等试验的机器,它被广泛用于许多重要工程领域的材料试验,如航空航天、交通运输等。电液伺服式疲劳试验机由于其具有输出大推力、大位移等优点,可以弥补电磁谐振式试验机的不足,在未来的金属疲劳试验中将发挥重要作用,具有良好的发展前景。本文以电液伺服高频疲劳试验机为应用背景,对其核心部件——电液激振器及其控制技术进行研究。木文将一种具有双运动自由度的2D激振阀应用于电液激振器,可将疲劳试验机的工作频率提高至2500Hz,同时分别实现激振器振动的激振频率控制和振动幅值控制。为了对高频电液激振器的振动中心进行偏置控制从而实现疲劳试验机输出拉压交变载荷,采用一个数字伺服阀与2D激振阀并联作用于双出杆液压缸实现激振中心位置的偏置控制。论文的主要内容和研究成果如下:第一章,论述了研究疲劳试验机的目的和意义;分析介绍了机械式振动、电磁谐振式和电液伺服式三类...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>