[發(fā)明專利]一種閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波形再現(xiàn)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910217695.1
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109782607B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)廣豐;徐顯樁;熊偉;王海濤;馬文琦
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發(fā)明公開了一種閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波形再現(xiàn)控制方法，基于頻域方法辨識閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)的阻抗特性，能夠保證閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)阻抗特性中諧振峰和諧振谷頻段的準(zhǔn)確辨識，進(jìn)而保證了諧振峰或諧振谷頻段的波形再現(xiàn)的控制精度。而且本發(fā)明根據(jù)閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)時(shí)變條件下的輸入輸出特性對阻抗進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，該修正計(jì)算方法能夠保證阻抗修正結(jié)果的收斂性，因此提高了閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)時(shí)變條件下波形再現(xiàn)的控制精度。利用本發(fā)明可將閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)位置輸出信號與位置參考信號的時(shí)域峰值誤差控制在10％以內(nèi)。本發(fā)明能夠滿足閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波再現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)要求，易于采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域的電液位置伺服系統(tǒng)控制方法，特別是一種閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波形再現(xiàn)控制方法。

背景技術(shù)

振動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)的目的在于考核試件在振動(dòng)激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)可靠性和操縱可靠性，目前被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、建筑等工業(yè)領(lǐng)域和部門。電液振動(dòng)臺易于實(shí)現(xiàn)低頻大位移、大推力的振動(dòng)激勵(lì)，結(jié)構(gòu)牢固，負(fù)載能力大，常用于大型結(jié)構(gòu)或試件的振動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)。閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)是電液振動(dòng)臺的核心技術(shù)。借助閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)才能在振動(dòng)臺上復(fù)現(xiàn)出實(shí)測的參考信號，對被試件在典型振動(dòng)條件下的反應(yīng)進(jìn)行測試，并以此為依據(jù)指導(dǎo)被試件抗振設(shè)計(jì)，提高被試件的抗振性能。

試件在工作環(huán)境中經(jīng)受的振動(dòng)形式大多為隨機(jī)振動(dòng)，振動(dòng)不局限在確定的頻率點(diǎn)上。要模擬這種振動(dòng)形式，就需要通過閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)實(shí)測的隨機(jī)波信號。受油溫變化及供油壓力波動(dòng)等因素影響，將位置隨機(jī)波參考信號直接輸入到閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)中時(shí)，系統(tǒng)的輸出信號與參考信號相比往往存在較大偏差。利用系統(tǒng)阻抗對驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行修正，能夠明顯提高隨機(jī)波參考信號的再現(xiàn)精度。

中國專利ZL200910187972.5公開了《一種基于卡爾曼濾波器的電液伺服系統(tǒng)波形再現(xiàn)控制方法》和中國專利ZL200910187971.0公開了《一種電液伺服系統(tǒng)實(shí)時(shí)波形再現(xiàn)控制方法》，這兩項(xiàng)專利利用自適應(yīng)濾波器辨識電液伺服系統(tǒng)的阻抗函數(shù)，基于阻抗函數(shù)辨識結(jié)果實(shí)時(shí)修正參考信號，達(dá)到提高波形再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)控制精度的目的。受電液伺服控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性指標(biāo)限制，自適應(yīng)濾波器階數(shù)不能選取過高，導(dǎo)致無法辨識系統(tǒng)真實(shí)阻抗特性中的諧振峰和諧振谷，影響諧振峰和諧振谷頻段的波形再現(xiàn)的控制精度。

中國專利ZL201310332240.7公開了《一種電液加速度伺服系統(tǒng)波形再現(xiàn)控制方法》和中國專利ZL201310331467.X公開了《一種電液加速度伺服系統(tǒng)的波形再現(xiàn)控制方法》，這兩項(xiàng)專利基于頻域方法，利用輸出信號與輸入信號的傅里葉變換之比計(jì)算系統(tǒng)阻抗，利用卷積修正驅(qū)動(dòng)信號，以提高波形再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)控制精度。頻域方法能夠辨識阻抗特性中的諧振峰和諧振谷，但當(dāng)系統(tǒng)特性發(fā)生變化時(shí)，專利中所述方法很難保證阻抗辨識結(jié)果的收斂，進(jìn)而影響系統(tǒng)時(shí)變條件下波形再現(xiàn)的控制精度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種既能提高諧振峰和諧振谷頻段的波形再現(xiàn)的控制精度，又能提高時(shí)變條件下波形再現(xiàn)的控制精度的閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波形再現(xiàn)控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種閥控缸電液位置伺服系統(tǒng)隨機(jī)波形再現(xiàn)控制方法，包括以下步驟：

A、設(shè)置迭代次數(shù)n的初值，令n＝1。

B、設(shè)位置時(shí)域隨機(jī)波參考信號為R(t)，將R(t)經(jīng)傅里葉變換模塊A變換為R(f)，R(f)為位置時(shí)域隨機(jī)波參考信號的傅里葉變換信號，即位置頻域參考信號。

C、將R(f)、D_n-1(f)、C_n-1(f)和Z_n-1(f)輸入到位置驅(qū)動(dòng)信號生成模塊，計(jì)算第n次迭代時(shí)的頻域驅(qū)動(dòng)信號D_n(f)，計(jì)算公式為：