[发明专利]多维波形模拟修正方法及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以液压或电动振动台、激振系统为控制对象的通用波形模拟控制装置，尤其适用于多轴向地震模拟振动台和两轴或四轴道路模拟试验台的一种多维波形模拟修正方法及控制装置，属于自动控制技术领域。

背景技术

波形模拟广泛地应用在环境振动、冲击试验，地震模拟，道路运输模拟，机载环境模拟等各个领域，尤其在地震模拟，环境振动中的冲击响应谱、经典冲击，道路运输模拟等试验方面，其核心控制技术都是波形模拟控制。随着振动模拟试验技术的发展，一维振动模拟试验已经不再能够满足振动试验技术发展要求，多维振动模拟（如地震模拟是X,Y,Z三向平动，道路运输模是三个自由度，以及多维振动试验）已越来越被受人们的重视。

目前，国内在多轴振动台研制技术方面有了一定的发展，相继于1997年研制出了5m×5m的三轴六自由度地震模拟台和于2005年研制了2m×4m的三轴六自由度振动台，于2012年苏试试验公司建立了三轴电动振动台等。然而多维振动控制器都是采用国外进口控制器，如国际上SD和LMS公司的控制器，其波形模拟控制技术主要采用经典的频域迭代修正技术。但由于其算法不对外开放且功能固定，在许多应用方面让用户感到使用困难（如系统本底限制过严，预试验低频位移过大，控制精度不够满意，试验中容易出现过试验现象，误差计算分析功能单一等问题）。在国内方面至今任无多维波形模拟控制装置研发方面的成熟产品推出。

另外，经搜索专利文献资料，未见其他公开的关于多维波形模拟控制装置的相关文献，更未见相关产品在应用中使用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种多维波形模拟修正方法及控制装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种多维波形模拟控制装置，包括计算机、模拟输出卡、数据采集卡和加速度传感器，所述计算机的模拟信号输出端通过所述模拟输出卡与被控制振动台的模拟信号输入端连接，所述被控制振动台的加速度信号通过所述加速度传感器后再经所述数据采集卡与所述计算机的数据信号输入端连接。

一种多维波形模拟修正方法，包括以下步骤：

（1）目标波处理；

（2）辨识传递函数矩阵并求逆；

（3）驱动信号计算；

（4）信号发送与采集；

（5）误差计算与分析，若误差小于允差则进行下一步，若误差大于允差则返回步骤（3）；

（6）量级调整；

（7）驱动信号发送，直至完成结束试验。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种多维波形模拟修正方法及控制装置，与现有技术相比，本发明不仅控制精度高，而且具有1～6维的波形模拟能力，适于多维波形模拟控制。另外，针对不同维数的波形模拟需求，可以灵活调整通道数。该修正方法优化了试验步骤仅须2～3次（半量级1次，满量级1～2次）迭代即可获得满意的试验效果。本发明还具有系统简单、模块少、易于安装、维修方便等优点，非常适宜于地震波模拟、道路模拟等波形模拟应用领域。

附图说明

图1是本发明所述多维波形模拟控制装置的结构原理框图；

图2是本发明所述多维波形模拟修正方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示：一种多维波形模拟控制装置，包括计算机、模拟输出卡、数据采集卡和加速度传感器，所述计算机的模拟信号输出端通过所述模拟输出卡与被控制振动台的模拟信号输入端连接，所述被控制振动台的加速度信号通过所述加速度传感器后再经所述数据采集卡与所述计算机的数据信号输入端连接。

如图2所示：一种多维波形模拟修正方法，包括以下步骤：

（1）目标波处理；

（2）辨识传递函数矩阵并求逆；

（3）驱动信号计算；

（4）信号发送与采集；

（5）误差计算与分析，若误差小于允差则进行下一步，若误差大于允差则返回步骤（3）；

（6）量级调整；

（7）驱动信号发送，直至完成结束试验。