罗中宝,杨志东,陈良,丛大成

(哈尔滨工业大学机电工程学院, 150001, 哈尔滨)

大型单轴离心振动台的复合控制策略

罗中宝,杨志东,陈良,丛大成

(哈尔滨工业大学机电工程学院, 150001, 哈尔滨)

针对离心振动台中轻柔基础与上平台间的动态耦合及各非线性因素使系统性能恶化的问题,在传统伺服控制策略的基础上提出了一种复合控制策略。根据耦合等效模型设计几何解耦控制器,以消除轻柔基础与上平台间的动态耦合;综合考虑各非线性因素对系统性能的影响,提出了基于鲁棒控制的反馈控制器和基于两自由度控制的前馈控制器来保证系统的稳定性和控制精度;引入负载干扰力补偿控制器,以减小负载动态特性变化对系统性能的影响。仿真结果表明,经前馈、反馈校正和几何解耦后,离心振动台的频宽已提高至250Hz,完全满足伺服控制策略的频宽要求。经负载干扰力补偿后,在负载特性剧烈下降阶段位置闭环的超调量和调整时间已减少至未采用补偿的50%,且在负载特性随机波动阶段位置闭环的波形失真也得到了显著改善。

离心振动台;几何解耦控制器;鲁棒控制;两自由度控制策略

岩土材料的动态特性都具有很强的非线性,这些特性与岩土应力密切相关,而离心机可提供一个离心加速度场来补偿物理原型的自重应力,通过对岩土自重应力的补偿,便可用小比例尺岩土模型来精确模拟实际岩土原型在地震激励下的响应[1-2]。……