[发明专利]一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法

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干扰力补偿方法，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。本发明通过采集10个阀控缸机构中液压缸两腔的压差信号和液压缸活塞杆的加速度信号，通过计算得到干扰力补偿信号。利用干扰力补偿信号调节阀控缸机构的驱动信号，进而达到提高台阵模拟系统控制精度的目的。应用本发明提出的干扰力补偿方法，可将横摇自由度位置闭环传递函数幅频特性在18Hz附近6dB的波动减小到2dB以内，将纵摇自由度位置闭环传递函数幅频特性在35Hz附近16dB的波动减小到4dB以内，明显提高了台阵模拟系统的控制精度。

技术领域

本发明涉及两自由度双电液振动台，特别是一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统的干扰力补偿方法。

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复杂，单个振动台振动模拟试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。

现有的台阵振动模拟系统，在设计过程中均假设系统有刚性基础，且各振动台与负载之间均为刚性连接。但当负载重量较大时，上述假设并不成立。系统的基础存在弹性，各振动台与负载之间也存在柔性连接。受基础弹性和柔性连接等干扰因素的影响，系统位置闭环传递函数幅频特性在低频段易出现较大幅度的波动，极大降低了台阵振动模拟系统的控制精度。

两自由度双电液振动台台阵振动模拟平台由10套阀控缸机构驱动，具有横摇和纵摇两个运动自由度。现有的针对单个多自由度运动平台的干扰力补偿控制方法无法直接应用于两自由度双电液振动台台阵模拟系统中。分析表明，采用传统控制方法时，受弹性基础及柔性连接的影响，横摇自由度位置闭环传递函数幅频特性在18Hz附近出现了6dB的波动，纵摇自由度位置闭环传递函数幅频特性在35Hz附近出现了16dB的波动，严重影响了给定信号在该频段内的再现精度。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以有效的降低干扰力对控制精度影响的两自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法，以提高给定信号的再现精度。

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干扰力补偿方法，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，所述三个反力墙分别为1号反力墙、2号反力墙、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，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。