【摘 要】
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角振动台是用于进行振动测试的实验设备,通过将被测试件固定在角振动台表面,利用角振动台的振动来模拟试件在振动中的受力情况,以此对被测试件的使用寿命和抗振能力进行测试。角振动台最初由航空航天领域发展而来,目前已经推广汽车、船舶、建筑等重要工业领域。对于正弦振动波形的高精度复现是角振动台研究的一项重要内容,正弦振动一般是模拟回转机械引起的振动,或结构固有频率处的振动,用于考核振动强度和疲劳强度。同时,对
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角振动台是用于进行振动测试的实验设备,通过将被测试件固定在角振动台表面,利用角振动台的振动来模拟试件在振动中的受力情况,以此对被测试件的使用寿命和抗振能力进行测试。角振动台最初由航空航天领域发展而来,目前已经推广汽车、船舶、建筑等重要工业领域。对于正弦振动波形的高精度复现是角振动台研究的一项重要内容,正弦振动一般是模拟回转机械引起的振动,或结构固有频率处的振动,用于考核振动强度和疲劳强度。同时,对于高频响的角振动台而言,其固有谐振频率可能会被工作带宽覆盖。因此,对于角振动台的控制必须考虑谐振因素,否则可能导致系统精度降低,严重甚至可能会引发事故。本文首先整理并分析了角振动台研究的国内外发展现状,对课题的主要研究内容和意义作了介绍:其次介绍了电动角振动台的工作原理,通过对矢量控制的分析建立了角振动台的数学模型;并以双惯量模型为基础,得到了系统的机械谐振模型并简要分析了造成谐振点变化的原因。然后由于对于高频位置正弦输入信号,系统响应存在严重失真。为了提高对于正弦信号的波形复现精度,设计了幅相控制器。它利用LMS算法,根据输入信号与实际位置响应的误差对网络权值进行调整,将网络的输出作为系统的输入信号,消除幅值误差和相位误差。并与基于传统自适应滤波器结构进行了对比分析,阐明了幅相控制结构的快速性优势。通过仿真,分析了LMS算法不同步长的影响。并通过仿真及实验,验证了幅相控制及其在变负载情况下的有效性。最后为了消除机械谐振对系统动态性能的影响,提出了基于极值搜索算法的谐振辨识策略。通过对控制器输出进行滤波得到谐振信号,利用极值搜索算法,引入一个中心频率可变的带通滤波器辨识谐振频率。并通过仿真与实验研究,验证了上述谐振辨识方案的有效性。
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