基于自适应陷波器的电液伺服振动台谐振峰抑制

基于自适应陷波器的电液伺服振动台谐振峰抑制产品在实际应用过程中不可避免地存在各种各样的振动形式,因此需要振动试验设备对其进行测试以满足可靠性等性能要求。

作为振动试验的典型模拟设备,电液伺服振动台已经被广泛应用于振动试验中。

在对负载进行试验时,负载不仅可以为惯性负载,也可以为弹性负载,当负载为弹性负载时,由于弹性负载与液压系统的耦合作用构成了一个弹性负载-液压系统的谐振系统,从而削弱了系统的动态特性,并且在系统要求的频宽内产生谐振峰。

本课题是在国家自然科学基金的资助下,对所出现的耦合现象进行研究分析,提出使用自适应陷波器的方法对谐振峰进行抑制。

首先,本文在对振动台的发展概况和相关研究进行阐述的前提下,对论文的研究目的和意义做了简要概述,介绍了振动台的工作原理以及硬件组成,并且建立了在弹性负载作用时的阀控液压缸数学建模,根据所建模型的传递函数得到系统的频率特性曲线,通过对曲线的分析进一步去验正谐振峰的存在性。

其次,在对三状态控制策略的基本原理进行深度解析的基础上,运用极点配置法设计了三状态控制器的前馈和反馈参数,使得校正后的系统性能有了很大提升,通过比较校正前后的频率特性图可以看出系统的带宽有了明显提升,进一步满足试验要求。

再次,通过对最小均方算法原理的研究来对算法的结构进行分析,进而引出梯度下降法的搜索方式以及对步长因子的改进措施。

在对算法研究的基础上来对滤波器进行解析,详细阐述了滤波器的基本原理以及性能指标的影响因素,并对滤波器的性能进行仿真建模以及输出仿真结果。

最后,对弹性负载作用下产生的谐振峰进行研究,并在此基础上提出利用LMS算法搭建自适应陷波器的抑制策略。

通过对陷波器的分析并结合抑制原理得
到谐振峰抑制原理框图,在此基础上利用Simulink建立谐振峰模型,通过对谐振峰模型各部分Simulink分析得到谐振峰抑制功率谱图,在图中可以看到谐振峰的抑制情况。