[發明專利]多維波形模擬修正方法及控制裝置

無效

• 申請號: 201310597856.7
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103592851A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 黎啟盛;嚴霞;陳穎;牛寶良;李明海;王鈺;凌明祥
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及一種以液壓或電動振動臺、激振系統為控制對象的通用波形模擬控制裝置，尤其適用于多軸向地震模擬振動臺和兩軸或四軸道路模擬試驗臺的一種多維波形模擬修正方法及控制裝置，屬于自動控制技術領域。

背景技術

波形模擬廣泛地應用在環境振動、沖擊試驗，地震模擬，道路運輸模擬，機載環境模擬等各個領域，尤其在地震模擬，環境振動中的沖擊響應譜、經典沖擊，道路運輸模擬等試驗方面，其核心控制技術都是波形模擬控制。隨著振動模擬試驗技術的發展，一維振動模擬試驗已經不再能夠滿足振動試驗技術發展要求，多維振動模擬（如地震模擬是X,Y,Z三向平動，道路運輸模是三個自由度，以及多維振動試驗）已越來越被受人們的重視。

目前，國內在多軸振動臺研制技術方面有了一定的發展，相繼于1997年研制出了5m×5m的三軸六自由度地震模擬臺和于2005年研制了2m×4m的三軸六自由度振動臺，于2012年蘇試試驗公司建立了三軸電動振動臺等。然而多維振動控制器都是采用國外進口控制器，如國際上SD和LMS公司的控制器，其波形模擬控制技術主要采用經典的頻域迭代修正技術。但由于其算法不對外開放且功能固定，在許多應用方面讓用戶感到使用困難（如系統本底限制過嚴，預試驗低頻位移過大，控制精度不夠滿意，試驗中容易出現過試驗現象，誤差計算分析功能單一等問題）。在國內方面至今任無多維波形模擬控制裝置研發方面的成熟產品推出。

另外，經搜索專利文獻資料，未見其他公開的關于多維波形模擬控制裝置的相關文獻，更未見相關產品在應用中使用。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種多維波形模擬修正方法及控制裝置。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種多維波形模擬控制裝置，包括計算機、模擬輸出卡、數據采集卡和加速度傳感器，所述計算機的模擬信號輸出端通過所述模擬輸出卡與被控制振動臺的模擬信號輸入端連接，所述被控制振動臺的加速度信號通過所述加速度傳感器后再經所述數據采集卡與所述計算機的數據信號輸入端連接。

一種多維波形模擬修正方法，包括以下步驟：

（1）目標波處理；

（2）辨識傳遞函數矩陣并求逆；

（3）驅動信號計算；

（4）信號發送與采集；

（5）誤差計算與分析，若誤差小于允差則進行下一步，若誤差大于允差則返回步驟（3）；

（6）量級調整；

（7）驅動信號發送，直至完成結束試驗。

本發明的有益效果在于：

本發明是一種多維波形模擬修正方法及控制裝置，與現有技術相比，本發明不僅控制精度高，而且具有1～6維的波形模擬能力，適于多維波形模擬控制。另外，針對不同維數的波形模擬需求，可以靈活調整通道數。該修正方法優化了試驗步驟僅須2～3次（半量級1次，滿量級1～2次）迭代即可獲得滿意的試驗效果。本發明還具有系統簡單、模塊少、易于安裝、維修方便等優點，非常適宜于地震波模擬、道路模擬等波形模擬應用領域。

附圖說明

圖1是本發明所述多維波形模擬控制裝置的結構原理框圖；

圖2是本發明所述多維波形模擬修正方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1所示：一種多維波形模擬控制裝置，包括計算機、模擬輸出卡、數據采集卡和加速度傳感器，所述計算機的模擬信號輸出端通過所述模擬輸出卡與被控制振動臺的模擬信號輸入端連接，所述被控制振動臺的加速度信號通過所述加速度傳感器后再經所述數據采集卡與所述計算機的數據信號輸入端連接。

如圖2所示：一種多維波形模擬修正方法，包括以下步驟：

（1）目標波處理；

（2）辨識傳遞函數矩陣并求逆；

（3）驅動信號計算；

（4）信號發送與采集；

（5）誤差計算與分析，若誤差小于允差則進行下一步，若誤差大于允差則返回步驟（3）；

（6）量級調整；

（7）驅動信號發送，直至完成結束試驗。