振動臺實時混合試驗是克服全結(jié)構(gòu)振動臺試驗缺點的有效方法。該方法將結(jié)構(gòu)劃分為試件和數(shù)值子結(jié)構(gòu),根據(jù)需要,對試件采用作動器和振動臺進行物理加載,對數(shù)值子結(jié)構(gòu)進行數(shù)值計算,充分融合了數(shù)值模擬快捷高效和物理試驗準確可靠的優(yōu)點,具有突出優(yōu)勢與廣闊應(yīng)用前景。在以下部結(jié)構(gòu)為試件開展振動臺實時混合試驗時,現(xiàn)有方法需采用力控制模式的作動器實現(xiàn)試驗子結(jié)構(gòu)與數(shù)值子結(jié)構(gòu)邊界處的力平衡條件,而動態(tài)力加載控制存在自然速度反饋現(xiàn)象,即與試件頻率對應(yīng)的力分量難以施加。邊界條件高精度復現(xiàn),是混合試驗數(shù)據(jù)準確、可靠的保障,也是實時混合試驗的挑戰(zhàn)。為了更好地完成以下部結(jié)構(gòu)為試件的作動器-振動臺實時混合試驗,本文從控制策略和試驗方法的角度提出種新型動態(tài)力加載策略以及一種新型作動器-振動臺實時混合試驗方法并對時滯影響進行研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）針對以下部結(jié)構(gòu)為試件的作動器-振動臺實時混合試驗,從自然速度反饋現(xiàn)象出發(fā),提出了一種基于線性速度反饋補償和最小控制合成算法的動態(tài)力加載策略,闡述了基于梯度下降方法在線辨識線性反饋補償增益的原理。開展了無補償/線性/非線性/MCS/所提出方法五種補償方法有效力加載數(shù)值模擬,以及... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MCS控制算法原理圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文10圖2-2非線性作動器內(nèi)環(huán)加載框圖在圖2-2中，試件由彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)表示。首先，力目標信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換被轉(zhuǎn)換成電流，其次，將實際力與目標力進行比較并計算誤差e，根據(jù)控制算法利用誤差對控制信號進行控制得到控制器輸出——即閥命令v，然后發(fā)送到伺服閥，閥命令驅(qū)動伺服閥的馬達，打開閥芯。當閥芯移動時，高壓油流入和流出作動器的腔室，兩個腔室之間的壓力差乘以相應(yīng)的面積，就是作動器對試件施加的力。這種力量驅(qū)使試件移動和變形。當試件移動時，連接在試件上的活塞以相同的速度移動，活塞的運動驅(qū)動油從一個腔室流出，并在另一個腔室留下一些空間，高壓油必須流入這個腔室才能占據(jù)這個空間，因此，油流的一部分產(chǎn)生壓力差，然后產(chǎn)生力，另一部分驅(qū)動運動，后者與活塞和試件的速度有關(guān)。這種現(xiàn)象被稱為控制-結(jié)構(gòu)-相互作用或自然速度反饋現(xiàn)象。NVF是指試件的自振頻率為加載系統(tǒng)的一個零點，零點意味著這個頻率的傳遞函數(shù)的大小是零，也就是說，這個頻率的所需力的力分量不能施加到試件上�？梢赃@樣理解：這個頻率是系統(tǒng)的共振頻率，假設(shè)這個力成功地施加到試件上，那么位移和速度響應(yīng)幅值增加，并且需要更多的流動來占據(jù)活塞運動留下的空間。然而，控制器的輸出信號往往是有限的，會在某一時刻達到限值。因此，兩個腔產(chǎn)生的有效壓力和實際施加的力量是相對力目標是較小的。圖2-3自然速度反饋補償原理然而，為了獲得準確的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，必須將共振頻率的力分量有效地施加到試件上以進行信號傳輸以及作動器-振動臺實時混合試驗?zāi)M。為了解決這一問題，提出了速度反饋補償方法[28]。圖2-3為包含自然速度反饋補償?shù)脑韴D，Gvc為

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文10圖2-2非線性作動器內(nèi)環(huán)加載框圖在圖2-2中，試件由彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)表示。首先，力目標信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換被轉(zhuǎn)換成電流，其次，將實際力與目標力進行比較并計算誤差e，根據(jù)控制算法利用誤差對控制信號進行控制得到控制器輸出——即閥命令v，然后發(fā)送到伺服閥，閥命令驅(qū)動伺服閥的馬達，打開閥芯。當閥芯移動時，高壓油流入和流出作動器的腔室，兩個腔室之間的壓力差乘以相應(yīng)的面積，就是作動器對試件施加的力。這種力量驅(qū)使試件移動和變形。當試件移動時，連接在試件上的活塞以相同的速度移動，活塞的運動驅(qū)動油從一個腔室流出，并在另一個腔室留下一些空間，高壓油必須流入這個腔室才能占據(jù)這個空間，因此，油流的一部分產(chǎn)生壓力差，然后產(chǎn)生力，另一部分驅(qū)動運動，后者與活塞和試件的速度有關(guān)。這種現(xiàn)象被稱為控制-結(jié)構(gòu)-相互作用或自然速度反饋現(xiàn)象。NVF是指試件的自振頻率為加載系統(tǒng)的一個零點，零點意味著這個頻率的傳遞函數(shù)的大小是零，也就是說，這個頻率的所需力的力分量不能施加到試件上。可以這樣理解：這個頻率是系統(tǒng)的共振頻率，假設(shè)這個力成功地施加到試件上，那么位移和速度響應(yīng)幅值增加，并且需要更多的流動來占據(jù)活塞運動留下的空間。然而，控制器的輸出信號往往是有限的，會在某一時刻達到限值。因此，兩個腔產(chǎn)生的有效壓力和實際施加的力量是相對力目標是較小的。圖2-3自然速度反饋補償原理然而，為了獲得準確的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，必須將共振頻率的力分量有效地施加到試件上以進行信號傳輸以及作動器-振動臺實時混合試驗?zāi)M。為了解決這一問題，提出了速度反饋補償方法[28]。圖2-3為包含自然速度反饋補償?shù)脑韴D，Gvc為

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]改進的實時混合試驗自適應(yīng)時滯補償方法[D]. 王純鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]三參量控制振動臺子結(jié)構(gòu)試驗方法及TLD減振效果研究[D]. 暴印銅.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]基于自適應(yīng)控制的實時子結(jié)構(gòu)試驗等效力控制方法[D]. 岳龍.西南石油大學 2015
[4]TLD減振控制結(jié)構(gòu)振動臺子結(jié)構(gòu)試驗研究[D]. 楊凱博.哈爾濱工業(yè)大學 2014



本文編號：2941960