[发明专利]一种地震模拟振动台控制方法

权利要求书

1.一种地震模拟振动台控制方法，其特征在于：包含有加速度反馈、位移反馈环节和速度合成环节，包含有通过加速度指令信号生成速度信号和位移信号的控制参量合成环节，其特征在于，通过微分得到加速度指令信号的微分信号亦称为加加速度前馈信号和加速度反馈信号的微分信号亦称为加加速度反馈信号，通过对位移前馈和反馈的差值进行积分得到位移误差积分信号，将加速度指令微分信号、加速度反馈微分信号和位移误差积分信号与已有的三参量指令信号进行求和，从而得到复合的多参量控制信号；

加速度指令微分信号、加速度反馈微分信号和位移误差积分信号的控制增益通过考虑伺服阀、传感器环节高阶特性的液压系统模型频域分析得到；

液压系统模型频域分析包括以下步骤：

步骤1、根据液压系统三连续方程得到振动台系统开环传递函数；在系统开环传递函数中引入位移反馈、速度反馈、加速度反馈、加加速度反馈、位移积分反馈，得到具有多参量反馈的振动台系统传递函数；

步骤2、根据振动台的最大功能曲线得到加速度控制下多参量发生器的传递函数；

步骤3、将步骤2得到的多参量发生器的传递函数代入步骤1所得具有多参量反馈的振动台系统传递函数中，得到振动台控制系统的整体传递函数；

所述的步骤1具体为：液压系统三连续方程经拉普拉斯变换得：

式中，M为负载质量；x为活塞移动位移；A_p为活塞有效承压面积；p_L为负载压降；Q_L为负载流量；V为控制腔体积；β为油液弹性模量；C_c为泄漏系数；k_q为滑阀在稳态工作点附近的流量增益；K_c为滑阀在稳态动作点附近的流量压力系数；s为拉普拉斯变化因子；E为滑阀阀芯位移；

由三连续方程化简得到系统开环传递函数为：

式中，n₀通常称作动缸的油柱共振频率；D₀为阻尼比；

在系统开环传递函数的基础上引入位移反馈、速度反馈、加速度反馈、加加速度反馈、位移积分反馈，式中滑阀阀芯位移E为：

将上式代入系统开环传递函数，得到的具有多参量反馈的振动台系统传递函数为：

设：

u＝A_du₀

K_a＝A′_aK_a0

K_v＝A′_vK_v0

K_d＝A′_dK_d0

K_I＝A′_IK_I0

K_j＝A′_jK_j0

式中，u₀为控制指令信号；u为控制信号；A_d为位移输入增益；A′_d为位移反馈增益；A′_v为速度反馈增益；A′_a为加速度反馈增益；A′_I为位移积分反馈增益；A′_j为加加速度反馈增益；K_d为位移反馈系数；K_d0为位移反馈归一灵敏度；K_v为速度反馈系数；K_v0为速度反馈归一灵敏度；K_a为加速度反馈系数；K_a0为加速度反馈归一灵敏度；K_I为位移积分反馈系数；K_I0为位移积分反馈归一灵敏度；K_j为加加速度反馈系数；K_j0为加加速度反馈归一灵敏度；

系统传递函数简化为：

2.根据权利要求1所述的一种地震模拟振动台控制方法，其特征在于：由加速度信号进行积分生成速度信号，由速度信号进行积分得到位移信号，对位移信号进行积分得到位移积分信号，对加速度信号进行不完全微分得到加速度微分信号；在位移误差积分环节中通过积分分离的方法消除积分饱和现象。