本文關(guān)鍵詞：冗余振動(dòng)臺(tái)內(nèi)力耦合機(jī)理及控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本課題是哈工大電液伺服仿真及試驗(yàn)系統(tǒng)研究所申請的國家自然科學(xué)基金關(guān)于超冗余長行程并聯(lián)驅(qū)動(dòng)地震模擬臺(tái)內(nèi)力耦合機(jī)理及其抑制方法研究的子課題振動(dòng)臺(tái)是高層建筑原子能反應(yīng)堆海洋結(jié)構(gòu)工程橋梁工程等重要設(shè) 施的抗震性能試驗(yàn)的重要設(shè)備而我國自行建造的大型液壓振動(dòng)臺(tái)較少，對(duì)于具有多冗余度的大型振動(dòng)臺(tái)來說，國內(nèi)還是個(gè)空白冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)關(guān)鍵問題在于解決激振器之間的內(nèi)力，激振器之間如果存在很大內(nèi)力，會(huì)減小靜輸出力，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，甚至破壞振動(dòng)臺(tái)本身結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用上，通常采用壓力鎮(zhèn)定的控制方法解決內(nèi)力耦合問題，但隨著冗余度越來越高，所需要調(diào)節(jié)的參數(shù)也越來越多，且內(nèi)力之間相互耦合，使控制過程越來越復(fù)雜本文以16激振器冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)為研究對(duì)象，分析了內(nèi)力產(chǎn)生的 本質(zhì)原因，，通過對(duì)冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)內(nèi)力空間矩陣的分析，從理論上提出了基于內(nèi)力空間分解矩陣的內(nèi)力反饋控制方法首先對(duì)于含任意數(shù)量激振器的冗余驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，當(dāng)給定振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用激振器上下鉸點(diǎn)坐標(biāo)可以計(jì)算出雅克比矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，通過求解關(guān)于驅(qū)動(dòng)力的非齊次線性方程組得到內(nèi)力空間矩陣然后利用內(nèi)力空間矩陣的任意一組基底和采集的各激振器出力，推導(dǎo)出內(nèi)力反饋控制向量，并建立了該振動(dòng)臺(tái)模型的狀態(tài)空間方程，分析了反饋增益矩陣對(duì)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，推導(dǎo)出關(guān)于內(nèi)力反饋增益矩陣臨界值的經(jīng)驗(yàn)公式最后利用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，建立了該振動(dòng)臺(tái)simulink仿真模型，對(duì)伺服閥的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性不一致的兩種情況進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了基于內(nèi)力空間分解矩陣的內(nèi)力反饋控制方法的有效性
【關(guān)鍵詞】：液壓振動(dòng)臺(tái) 冗余驅(qū)動(dòng) 雅克比矩陣 內(nèi)力耦合 穩(wěn)定性分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH137;TB534.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義9-10
• 1.2 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)發(fā)展概況10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展概況10-13
• 1.2.2 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)發(fā)展趨勢13
• 1.3 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)內(nèi)力解耦13-16
• 1.3.1 傳統(tǒng)壓力鎮(zhèn)定器原理14-15
• 1.3.2 八自由度控制策略15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力學(xué)模型18-27
• 2.1 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)位姿描述19-22
• 2.2.1 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)坐標(biāo)定義19
• 2.2.2 廣義坐標(biāo)及坐標(biāo)變換矩陣19-22
• 2.2.3 角速度與歐拉角的關(guān)系22
• 2.3 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)雅克比矩陣22-26
• 2.3.1 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)雅克比矩陣22-24
• 2.3.2 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)雅克比矩陣的轉(zhuǎn)置24-25
• 2.3.3 冗余驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力學(xué)方程25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 內(nèi)力耦合機(jī)理與控制方法分析27-39
• 3.1 引言27-29
• 3.1.1 內(nèi)力成因與內(nèi)力空間27-29
• 3.2 基于內(nèi)力空間分解矩陣的內(nèi)力反饋控制器29-33
• 3.2.1 內(nèi)力空間的反饋增益矩陣29-31
• 3.2.2 內(nèi)力空間分解矩陣31-32
• 3.2.3 基于內(nèi)力空間分解矩陣的內(nèi)力反饋控制器32-33
• 3.3 與傳統(tǒng)的內(nèi)力反饋控制方法對(duì)比33-37
• 3.3.1 傳統(tǒng)的壓力鎮(zhèn)定控制器33-35
• 3.3.2 與傳統(tǒng)壓力鎮(zhèn)定器對(duì)比35-37
• 3.3.3 與八自由度控制策略對(duì)比37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 第4章 內(nèi)力反饋控制器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響分析39-53
• 4.1 系統(tǒng)模型狀態(tài)空間39-47
• 4.1.1 閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)基本方程40-41
• 4.1.2 閥控液壓缸位置伺服系統(tǒng)狀態(tài)方程41-42
• 4.1.3 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)狀態(tài)方程42-46
• 4.1.4 加入內(nèi)力反饋控制器系統(tǒng)狀態(tài)方程46-47
• 4.2 穩(wěn)定性分析47-48
• 4.2.1 平衡狀態(tài)47-48
• 4.2.2 李雅普諾夫第一法48
• 4.3 模型仿真驗(yàn)證48-52
• 4.3.1 閥控液壓缸系統(tǒng)48-49
• 4.3.2 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)49-51
• 4.3.3 系統(tǒng)參數(shù)與內(nèi)力反饋增益矩陣系數(shù)的關(guān)系51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 仿真分析53-64
• 5.1 冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)臺(tái) Simulink 模型建立53-59
• 5.1.1 理想工況下控制結(jié)果分析54-56
• 5.1.2 非理想工況下控制結(jié)果分析56-59
• 5.2 驗(yàn)證內(nèi)力空間不同基底的控制效果59-61
• 5.3 反饋控制器增益矩陣對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響61-63
• 5.3.1 反饋控制器增益增大61-62
• 5.3.2 反饋控制器增益減小62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：冗余振動(dòng)臺(tái)內(nèi)力耦合機(jī)理及控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：283617