[发明专利]一种电液加速度伺服系统随机波再现控制方法

说明书

本发明公开了一种电液加速度伺服系统随机波再现控制方法，基于频域方法辨识电液加速度伺服系统的阻抗特性，能够保证电液加速度伺服系统阻抗特性中谐振峰和谐振谷频段的准确辨识，进而保证了谐振峰或谐振谷频段的波形再现的控制精度。而且本发明根据电液加速度伺服系统时变条件下的输入输出特性对阻抗进行实时修正，该修正计算方法能够保证阻抗修正结果的收敛性，因此提高了电液加速度伺服系统时变条件下波形再现的控制精度。利用本发明可将电液加速度伺服系统加速度输出信号与加速度参考信号的时域峰值误差控制在15％以内。本发明运行周期小于1ms，能够满足电液加速度伺服系统随机波再现的实验要求，易于采用计算机数字控制实现。

技术领域

本发明涉及机械领域的电液加速度伺服系统控制方法，特别是一种电液加速度伺服系统的随机波再现控制方法。

背景技术

振动模拟实验的目的在于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。电液加速度伺服系统是电液振动台的核心技术。借助电液加速度伺服系统才能在振动台上复现出实测的参考信号，对被试件在典型振动条件下的反应进行测试，并以此为依据指导被试件抗振设计，提高被试件的抗振性能。

试件在工作环境中经受的振动形式大多为随机振动，振动不局限在确定的频率点上。要模拟这种振动形式，就需要通过电液加速度伺服系统复现实测的随机波信号。受油温变化及供油压力波动等因素影响，将加速度随机波参考信号直接输入到电液加速度伺服系统中时，系统的输出信号与参考信号相比往往存在较大偏差。利用系统阻抗对驱动信号进行修正，能够明显提高随机波参考信号的再现精度。

中国专利ZL200910187972.5公开了《一种基于卡尔曼滤波器的电液伺服系统波形再现控制方法》和中国专利ZL200910187971.0公开了《一种电液伺服系统实时波形再现控制方法》，这两项专利利用自适应滤波器辨识电液伺服系统的阻抗函数，基于阻抗函数辨识结果实时修正参考信号，达到提高波形再现实验控制精度的目的。受电液伺服控制系统实时性指标限制，自适应滤波器阶数不能选取过高，导致无法辨识系统真实阻抗特性中的谐振峰和谐振谷，影响谐振峰和谐振谷频段的波形再现的控制精度。

中国专利ZL201310332240.7公开了《一种电液加速度伺服系统波形再现控制方法》和中国专利ZL201310331467.X公开了《一种电液加速度伺服系统的波形再现控制方法》，这两项专利基于频域方法，利用输出信号与输入信号的傅里叶变换之比计算系统阻抗，利用卷积修正驱动信号，以提高波形再现实验控制精度。频域方法能够辨识阻抗特性中的谐振峰和谐振谷，但当系统特性发生变化时，专利中所述方法很难保证阻抗辨识结果的收敛，进而影响系统时变条件下波形再现的控制精度。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既能提高谐振峰和谐振谷频段的波形再现的控制精度，又能提高时变条件下波形再现的控制精度的电液加速度伺服系统随机波再现控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种电液加速度伺服系统随机波再现控制方法，包括以下步骤：

A、设置迭代次数n的初值，令n＝1。

B、设加速度时域随机波参考信号为R(t)，将R(t)经傅里叶变换模块A变换为R(f)，R(f)为加速度时域随机波参考信号的傅里叶变换信号，即加速度频域参考信号。

C、将R(f)、D_n-1(f)、C_n-1(f)和Z_n-1(f)输入到加速度驱动信号生成模块，计算第n次迭代时的频域驱动信号D_n(f)，计算公式为：