[发明专利]一种电动伺服缸地震模拟振动台控制系统

摘要

本发明公开了一种电动伺服缸地震模拟振动台控制系统，包括外环迭代控制子系统和内环控制子系统，在第k次迭代试验中，外环迭代控制子系统根据期望加速度波形、第k‑1次实验中振动台台面的加速度波形以及第k‑1次外环加速度控制命令生成第k次外环加速度控制命令，内环控制子系统接收外环加速度控制命令，采用加速度‑位移双参量控制方式，得到振动台控制命令，激励振动台振动。应用本发明，可以解决电动伺服缸地震模拟振动台台面加速度响应波形跟踪期望波形精度较差的问题，并能通过多次迭代试验进一步提高加速度波形复现精度。

主权项

1.一种电动伺服缸地震模拟振动台控制系统，用于对电动伺服缸地震模拟振动台进行加速度控制，其特征在于，该控制系统包括外环迭代控制子系统和内环控制子系统；所述外环迭代控制子系统包括记忆单元和外环控制单元；在第k次迭代实验中，所述记忆单元用于记忆第k‑1次外环加速度控制命令uk‑1(t)、第k‑1次振动台台面加速度波形yk‑1(t)和期望加速度波形yd(t)，并在外环控制单元处理完成后，将uk‑1(t)更新为uk(t)，在第k次迭代实验结束后，将yk‑1(t)更新为yk(t)；所述外环控制单元获取记忆单元中存储的期望加速度波形yd(t)、第k‑1次外环加速度控制命令uk‑1(t)和第k‑1次振动台台面加速度波形yk‑1(t)，做如下处理：1)计算uk‑1(t)的自功率谱密度Gxx(f)；2)计算uk‑1(t)与yk‑1(t)的互功率谱密度Gxy(f)；3)计算传递函数4)对yd(t)进行傅里叶变换，计算yd(t)的傅氏谱Yd(f)＝FFT[yd(t)]；5)求第k次外环加速度控制命令傅氏谱6)对Uk(f)进行逆傅里叶变换，得到第k次外环加速度控制命令uk(t)＝IFFT[Uk(f)]；7)将记忆单元中存储的uk‑1(t)更新为uk(t)；所述内环控制子系统包括加速度‑位移命令转换模块、减法器、加法器、加速度PI控制器和位移PI控制器；所述加速度‑位移命令转换模块接收外环加速度控制命令uk(t)，生成外环位移控制命令sk(t)；所述减法器将外环加速度控制命令u_k(t)与台面加速度反馈信号a_k(t)相减得到加速度偏差信号Δa_k(t)，输入加速度PI控制器，求得加速度控制信号所述减法器将外环位移控制命令s_k(t)与台面位移反馈信号d_k(t)相减得到位移偏差信号Δd_k(t)，输入位移PI控制器，求得位移控制信号所述加法器将加速度控制信号和位移控制信号合成为振动台控制命令c_k(t)，用以控制振动台的伺服电机。