[发明专利]电磁伺服激振控制方法和系统

说明书

本发明提出一种电磁伺服激振控制方法和系统，其中，方法包括：获取当前离散控制步的目标响应数据；利用离散实时控制策略根据目标响应数据实时生成当前离散控制步的控制信号；根据控制信号控制电磁式激振子系统对被激振物体施加激振力，以使得被激振物体在当前离散控制步下响应重现目标响应数据。本发明可根据当前离散控制步的目标响应数据，利用离散实时控制策略生成控制信号，对被激振物体施加激振力，从而在当前离散控制步下重现目标响应数据，具有输出准确，运行高效，无需事先准备，占地面积较小等特点。

技术领域

本发明涉及伺服激振技术领域，尤其涉及一种电磁伺服激振控制方法和系统。

背景技术

伺服激振器广泛应用于工业生产、测试和科学实验，它可以准确重现被激振设备所需要的振动甚至是随机振动信号，近年来随着对产品性能及可靠性要求的不断提高，激振试验也从以前的单频率正弦或正弦扫频激振逐步发展到随机激振，要求能准确复现被测试件所经历的随机载荷谱波形。

现有的实现伺服激振的装置有液压伺服和电动伺服两种。液压伺服激振器主要通过液压比例阀控制液压做动缸的压力实现，具有功率密度高、输出频带宽等优点，但系统维护和运行成本都很高，配套的液压站需要较大的占地面积。电动伺服激振器利用伺服电机驱动滚珠丝杠做动缸，通过控制伺服电机的转速和转角实现激振输出的闭环控制，具有维护简单的优点，但电机输出扭矩主要用于克服运动部件的惯性力，因此运行效率低，且难以实现激振力的闭环控制。

现有伺服激振装置的闭环控制方法有在线和离线两种，在线控制采用PID控制，对于复杂的系统，如被激振系统在分析频带内具有多阶共振或伺服跟踪的目标离激振点较远，由于被激振与激振系统的动态特性耦合，采用简单的PID控制很难实现激振目标的准确跟踪，其输出误差较大；而离线控制为频域方法，需要事先通过激振试验识别系统的动态特性，通过载荷识别方法得到输出信号，对于动态特性复杂或非线性明显的系统，还需要通过多次迭代的方法使其激振输出逐渐收敛，操作过程十分复杂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电磁伺服激振控制方法，以实现对复杂动态特性激振目标的实时伺服跟踪，从而，解决现有技术中很难实现激振目标的准确跟踪、输出误差较大、需要提前识别系统动态特性的技术问题。

本发明的第二个目的在于提出一种电磁伺服激振系统。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电磁伺服激振控制方法，包括：获取当前离散控制步的目标响应数据；利用离散实时控制策略根据所述目标响应数据实时生成所述当前离散控制步的控制信号；根据所述控制信号控制电磁式激振子系统对被激振物体施加激振力，以使得所述被激振物体在所述当前离散控制步下响应重现所述目标响应数据。

本发明实施例的电磁伺服激振控制方法，可根据当前离散控制步的目标响应数据，利用离散实时控制策略生成控制信号，对被激振物体施加激振力，从而在当前离散控制步下重现目标响应数据，具有输出准确，运行高效，无需事先准备等特点。

在本发明的一个实施例中，所述利用离散实时控制策略根据所述目标响应数据实时生成所述当前离散控制步的控制信号包括：获取在历史离散控制步中所述电磁式激振子系统的历史控制信号和所述被激振物体的历史响应数据；根据所述目标响应数据、所述历史响应数据和历史控制信号，生成所述当前离散控制步的所述控制信号。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述目标响应数据、所述历史响应数据和历史控制信号，生成所述当前离散控制步的所述控制信号，包括：采集所述电磁式激振子系统在所述历史离散控制步中的历史目标响应数据；将所述历史响应数据、所述历史控制信号、所述历史目标响应数据输入值预先建立的控制系统动态模型，以获取所述控制系统动态模型根据最优预测原则预测的所述当前离散控制步的预测响应数据；计算所述预测响应数据和所述目标响应数据的误差的方差，根据所述方差最小原则计算所述当前离散控制步的控制信号。