基于虚拟仪器的振动台迭代学习系统设计
2021-08-16杨巧玉杨学山
仪表技术与传感器 2021年7期
安 欣,高 峰,杨巧玉,杨学山
(1.中国地震局工程力学研究所,中国地震局地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨 150080;2.哈尔滨理工大学,测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室,黑龙江哈尔滨 150080)
0 引言
电动式振动台[1-2]一般用于仪器校准、结构振动测试、地震波复现等领域。在测试过程中,不仅需要以正弦波信号作为激励源,还要还原地震波信号。这就对振动台自身性能有较高的要求,一般地震波频谱覆盖范围是0~90 Hz,而台面带宽在开环状态下一般为1.5~50 Hz。通常增加速度、位移、加速度反馈构成闭环控制增加带宽[3-5],也有一些智能控制算法如滑膜控制、模糊控制、神经网络等也一定程度上改善台面波形复现效果。但随着台面载荷质量改变、导轨摩擦力、隔振等外部因素影响,也一定程度改变振动台自身参数及频响特性。
迭代学习控制(iterative learning control,ILC),是一种不依赖于系统模型的控制算法,用于可重复运动的控制系统中,通过迭代学习律改变输入信号以达到跟踪期望信号的目的[6],是一种智能控制算法,由Uchiyama提出,1984年,S.Arimoto等人提出PID型迭代学习律[7-8]。至此迭代学习算法被广泛应用于可重复运动系统中[9-11]。
在振动台测试研究中,测试仪器多采用信号发生器及数采卡配套采集软件,采集数据后通过数值计算软件分析结果后再重复此过程。测试过程繁琐,自动化程度低,在做重复性实验时,需要试验完成后一段时间才能给出。针对上述问题,本文采用虚拟仪器技术开发振动台专用迭代学习控制系统,达到针对特定环境、载荷、隔振等外部因素快速复现振动台波形的目的。……
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