6自由度液压振动台运动学分析及控制策略.pdfVIP

第3J卷第1期 振动、测试与诊断 V01．3】No．1 2011年2月 Feb．2011 of Journal Vibration，MeasurementDiagnosis 6自由度液压振动台运动学分析及控制策略。 关广丰，王海涛，熊 伟 韩俊伟 Ck连海事大学机械工程系大连，116026)(哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨。150001) 摘要 为提高6自由度液压振动台的控制精度，提出了一种基于运动学分析的振动台控制策略。依据机构学原理描 述振动台的结构并进行运动学分析和计算。利用位姿正解算法及雅克比矩阵分别代替传统控制策略中的位置自由 度合成及分解矩阵．并给出了基于运动学分析的6自由度液压振动台控制器结构。正弦振动试验结果表明，基于运 动学分析的控制策略能够显著削弱平台在低频大位移振动时的牵连运动．提高系统的加速度均匀度和横向分量指 标，可明显改善振动台系统低频段的控制精度。 关键词液压振动台 运动学分析 加速度均匀度横向分置 中图分类号V216．21TP271．31THll3．1 度信号和8路液压缸信号之间的相互转换。两个矩 1问题的提出 阵都是基于零位线性化假设得出的，并且在运动过 程中始终不变‘74】。这种近似使得控制算法存在偏 振动台常用于对产品进行振动模拟试验，研究 差，降低了振动台系统的控制精度。 和检验产品在振动条件下的结构可靠性和操纵可靠 性[1]。液压振动台负载能力大，结构牢固，易于实现 加速月 自Il】 输入 低频、大位移、大推力的振动激励，常用于大型结构 度分 解链!F 或部件的模型和实物的振动模拟试验Ez-O。典型的6 自由度液压振动台结构如图1所示。6个运动自由度 分别为z，y，2 3个平动自由度和R，，R，，R。3个转动 自由度，z和y向各有两个液压缸(zl，z2，yl，y2)， 2向有4个液压缸(2l，02，23，2．)。 L 一 一 恤鼢一柚一 图 2 著张氢躺 嚣一 本文首先对6自由度振动台进行运动学分析， 然后给出振动台系统基于运动学分析的控制器结 构，并通过试验对控制策略的有效性进行验证。 图l 6自由度液压振动台结构图 6自由度振动台控制系统的主要作用是将对台 2传统控制策略 面的6自由度驱动信号转化为8个液压缸的驱动信 定义向量Cd。f=[Lf，6-。f。c叩c，I]T表 号，通过控制液压缸的运动实现平台的运动。传统伺