军用车载装备,尤其是含有炮塔的机动火炮,在运输、作战过程中会受到剧烈的振动冲击,造成设备故障。为此,需要在样机试制完成后,对其进行振动测试,再现炮塔机构在实际工况下的振动情况,发现潜在故障,通过故障排查,提高装备的可靠性。本课题围绕供炮塔振动试验用激振装置的设计目标中宽频(0.1～400Hz)、重载(18t)、高振幅(80mmm)等特性,提出利用电磁激振串联液压激振的总体方案,并针对其设计过程中遇到的关键技术展开研究。针对系统在交越频率10Hz附近持续激振时,输入功率高达1.1MW,则液压站功率需高于1.1MW,本文提出在宽频范围内利用谐振的方法来提高效率,降低系统所需输入功率,设计了一种可变刚度的宽频谐振机构。建立了双喷嘴挡板伺服阀、液压缸和谐振机构的数学模型以及Simulink仿真模型,分析了系统的开环特性,发现含有谐振机构的系统以恒定振幅在10Hz附近振动时,激振力降低为不含谐振机构的1/2,即所需输入功率降低一半,达到了预期设计目标。针对液压系统的滞后特性,本文中采用基于零相差前馈补偿的PID控制方法,提高了系统的正弦跟踪性能。设计并搭建了包含谐振机构的液压实验系统,定量分析了变刚度机构的刚度特性,通过基于DSP的PID闭环系统,由2～20Hz扫频实验和6.5Hz、10Hz定频实验,发现含谐振机构系统作用到负载上的压力在共振区明显小于不含谐振机构系统,所以采用变刚度谐振机构的系统可以提高效率,降低系统输入功率,该方案可行。在电磁激振器设计环节,机械本体部分采用两自由度振动系统,通过两个模态叠加,在高频端拓展了系统的谐振区。分析了气隙、安匝数对静态吸力的影响,绘制了电磁铁磁通分布图,电磁激振系统的数学模型,运用MATLAB/Simulink对其进行了仿真分析,得到了激振系统的开环特性。为放置炮塔,台体必须为中空结构,导致结构刚度较低,使一阶模态频率下降到使用频率以下,控制精度随之降低,本文提出在应力应变允许的范围内,充分利用台体变形,来放大高频端振幅。针对实际台体选取第十阶模态作为优化目标进行了进一步动态优化。根据等刚度原理,设计了缩小实物模型,并对该模型做了模态分析和谐响应分析。