[发明专利]一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统的刚度控制方法

说明书

本发明公开了一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统的刚度控制方法，包括以下步骤：计算自由度分解矩阵H_f计算模块输出信号x₀；计算台阵模拟系统两自由度位姿反馈信号y；计算刚度补偿信号s；将刚度补偿信号s作为PID控制器的输入信号，PID控制器的输出信号即为阀控缸机构的补偿信号x_d；将信号x₀与信号x_d做差，得到阀控缸机构的偏差信号x_a，x_a作为10个阀控缸机构的输入信号，驱动两自由度双电液振动台台阵模拟系统运动。本发明对10个阀控缸机构中冗余力进行合理控制，可以增大刚度矩阵中的非对角线元素值，增加系统刚度。当液压源供油压力为21MPa时,可使刚度矩阵中k_RxRy和k_RyRx的最大值分别提高21％和7％。

技术领域

本发明涉及一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统，特别是一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统的刚度控制方法。

背景技术

电液振动台是振动环境模拟的重要设备，广泛应用于航天、汽车、船舶、桥梁和土木工程建筑等领域。随着科技的发展，试件的结构尺寸越来越大。单振动台振动模拟实验很难达到指定的运动状态来模拟真实的振动环境。振动台台阵模拟系统由两个或两个以上的振动台组成，为大跨度结构试件的振动模拟试验创造了必要条件。

台阵模拟系统多为冗余驱动系统，驱动机构的数量多于系统的运动自由度数，因此会产生冗余力。现有的针对冗余驱动系统的控制方法是要消除冗余力，缺少对冗余力的有效利用，无法提高台阵模拟系统刚度。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能有效的提高台阵模拟系统的刚度和抗干扰能力的两自由度双电液振动台台阵模拟系统的刚度控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统的刚度控制方法，所述的两自由度双电液振动台台阵模拟系统包括下平台、六自由度振动台、两自由度振动台、桥墩A、桥墩B和桥板。

所述的六自由度振动台包括三个水平向阀控缸机构、三个垂直向阀控缸机构、上平台B和三个反力墙，所述的三个水平向阀控缸机构分别为5号阀控缸机构、6号阀控缸机构和7号阀控缸机构，所述的三个垂直向阀控缸机构分别为8号阀控缸机构、9号阀控缸机构和10号阀控缸机构，所述的三个反力墙分别为1号反力墙、2号反力墙和3号反力墙，所述的5号阀控缸机构、6号阀控缸机构和7号阀控缸机构的外端分别通过各自的虎克铰与1号反力墙、2号反力墙和3号反力墙连接，所述的1号反力墙、2号反力墙和3号反力墙的下端均固定在下平台上；所述的5号阀控缸机构、6号阀控缸机构和7号阀控缸机构的内端分别通过各自的虎克铰与上平台B连接；所述的8号阀控缸机构、9号阀控缸机构和10号阀控缸机构的下端分别通过各自的虎克铰与下平台连接；所述的8号阀控缸机构、9号阀控缸机构和10号阀控缸机构的上端分别通过各自的虎克铰与上平台B连接。

所述的两自由度振动台包括四个垂直向阀控缸机构、上平台A、大虎克铰和支座，所述的四个垂直向阀控缸机构分别为1号阀控缸机构、2号阀控缸机构、3号阀控缸机构和4号阀控缸机构，所述的1号阀控缸机构、2号阀控缸机构、3号阀控缸机构和4号阀控缸机构的下端分别通过各自的虎克铰与下平台连接、上端分别通过各自的虎克铰与上平台A连接；所述的大虎克铰的上端与上平台A连接、下端与支座连接，所述的支座固定在下平台上。

所述的上平台A通过桥墩A和桥板连接；所述的上平台B通过桥墩B和桥板连接。

具体的刚度控制方法，包括以下步骤：