低频振动位移反馈控制技术的研究

根据电动低频振动台（垂直向）的结构特性，对引起输出波形失真的原因进行分析，提出利用负反馈控制原理可以减小振动台输出波形的失真度，介绍位移反馈控制系统硬件的构建及软件的实现。实验结果表明，采用位移反馈控制技术可有效地改善振动台位移波形的失真度。     

超低频标准振动台波形失真度近似解析解

波形失真度是稳态正弦标准振动台计量中影响计量校准精度最主要的因素。本文在国内已有的低频标准振动台研究基础上,首次建立了超低频标准振动台的动力学方程,并求出了其近似解析解和波形失真度计算公式。通过对波形失真度公式的分析,他运动阻尼、振幅、激励频率、支承弹簧非线性因素对波形失真度的影响。为今后我国研制超低频标准振动台提供了一些理论指导。     

石英挠性加速度计在超低频振动国家基准研制中的应用研究

介绍了超低频振动国家基准装置。采用改进型石英挠性加速度计SA704和研发的适配器MSA-I组成的振动套组,作为超低频振动台负反馈控制的拾振器和装置性能测试的标准器,有效地降低了振动台台面输出加速度波形的失真度,抑制了环境振动的影响,实现了0.002 Hz以上加速度失真度小于1%;解决了1 Hz以下超低频段无测量传感器的问题。该套组可作为低频和超低频振动基标准装置量值传递的标准器和核查标准。     

超低频振动国家计量基准装置的研究与建立

根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求,研究和建立了国家振动幅值和相位基准装置,其频率为0.002 Hz~160Hz、振幅为峰峰1 m、承载30 kg、加速度波形失真度＜1%。介绍了装置的结构组成,描述了大行程水平振动台的设计方案、反馈控制技术、管线拖曳系统和激光测振系统,给出了装置的主要技术指标和比对实验数据。解决了我国超低频振动计量的溯源问题     

低频振动台激励系统负反馈控制的研究与应用

针对低频大位移振动激励系统非线性等因素造成输出波形失真度大的问题,对中国计量科学研究院低频垂直向副基准装置分频段采用位移、速度和加速度负反馈控制技术,实现激励系统的闭环控制,改善了低频标准振动台的动态特性,提高了系统抑制外界干扰的能力.给出的开环与闭环状态下传感器的校准数据,证明负反馈技术的应用降低了装置的测量不确定度.     

低频标准振动台波形复合控制仿真的研究

简要介绍低频振动台模型的建立,以及利用Matlab／Simulink软件在振动台开环状态下和迭代学习与PID复合控制以及基于重复补偿和PID复合控制的仿真研究。其仿真结果说明低频时采用闭环负反馈复合控制能够有效地减小振动台运动波形的失真度。     

谐波陷波法超低频标准振动台失真度控制

波形失真度是影响超低频振动计量校准精度的重要因素。本文提出了利用谐波陷波法反馈方式进行失真度控制的一种方案,分析了控制过程,并给出了反馈算法。实验表明,该方法能快速降低振动台的失真度,将失真度控制在2%以内。     

轴向推力滚子激振式振动台设计研究及仿真分析

提出一种新型机械振动台,分析其机构组成及工作原理,建立激振元件曲面数学方程。通过所建机构动力学方程,导出弹簧预紧量与临界频率间函数关系;进行振动台三维模型运动仿真试验,分析输出波形的频谱及功率谱,计算其加速度波形失真度;验证弹簧预紧量与临界频率间关系。试验结果表明该振动台的输出波形精度及上限频率高于传统机械振动台,且该激振方法可行、有效。     

振动试验台相关规程制定或修改中需要注意的问题

针对振动台相关的检定规程，结合实际的工作情况对相关的检定规程中存在的一些问题，如振动台台面加速度波形失真度定义，以及检定状况与实际工况不符等情况提出了一些看法和建议，希望在修改规程时得到改进，更好地促进计量工作，保证溯源的准确性。     

谐波失真对振动测量值的影响

本文利用泰勒级数及一些数学推导 ,对加速度、速度、位移三种波形失真度之间的关系及其各自对测量值的影响进行了分析与估算     

6自由度液压振动台流量仿真

为解决6自由度液压振动台流量设计问题,建立基于Simulink的6自由度液压振动台流量仿真模型,输入波形是加速度,再通过模型转换得到速度波形,速度波形乘以缸数、缸有效面积得到流量,合成得到3轴向总的流量需求,同时得到蓄能器应提供的补充流量、蓄能器应释放的总油液容积。仿真表明,不论是地震波还是正弦拍波,都能通过仿真快速得到流量波形、油液容积等重要的参数。本方法可以快速准确获得给定缸面积、缸峰值速度、给定运动加速度波形下的总流量需求、蓄能器应提供的流量及蓄能器应提供的油液容积,为3轴6自由度液压振动台的流量设计提供参考。     

改善低频线振动台加速度失真度的自适应重复学习控制

为了抑制低频线振动台系统中存在的摩擦力、推力波动及死区特性,提出了一种新的自适应重复学习控制方法。利用函数逼近技术将死区不确定性表示成正交基函数的线性组合。所设计的控制律由自适应构件、等效PID构件、重复学习构件组成。自适应构件用于在线估计线性组合中的未知参数及摩擦力数学模型的参数;PID构件用来镇定低频线振动台系统,抑制非周期性扰动;重复学习构件在未知对象模型的情况下抑制周期性推力扰动,并提高对周期性输入信号的跟踪能力。采用Lyapunov理论设计的自适应重复学习控制律保证了闭环系统的渐近稳定性和跟踪性能。仿真结果表明该控制方法提高了低频线振动台的跟踪性能,并改善了加速度失真度。     

基于前馈补偿的振动台粒子群迭代学习控制算法

针对电磁式振动台对地震波信号复现精度低及复现过程中迭代次数较多的问题,在建立准确的振动台模型的基础上,提出了基于加速度模型的前馈逆模型补偿方法,主要提高电磁式振动台低频特性.此外,针对迭代学习控制算法在振动台波形复现中收敛速度慢的问题,提出了带遗忘因子的反馈辅助PD型迭代学习算法,并用改进自适应粒子群算法,离线优化控制...     

钢管混凝土单圆管拱模型重力失真影响振动台试验研究

为了研究重力失真对振动台试验相似模型地震响应的影响,基于人工质量的混合模型相似理论,以缩尺比为1:10的钢管混凝土单圆管拱结构为试验模型,通过设置5种不同人工质量为重力失真度参数,采用5种不同时间压缩比的地震波及人工波,进行了纵向、横向地震模拟振动台试验。试验结果表明:重力失真对拱结构模型第一阶频率相似的影响显著,重力失真度越大,模型第一阶频率相似系数试验值和理论值之间的误差也越大;输入波的频率比较小时,重力失真度越小的模型加速度响应越大,加速度峰值时间越延后;重力失真度和输入波的频率比对模型横向（Y向）加速度响应的影响要大于纵向（X向）的影响;通过调整模型配重及输入波的频率比,可减小模型的重力失真对加速度响应的影响。     

位移-加速度振动台迭代学习控制方法试验研究

针对传统位移控制液压伺服振动台台面加速度波形再现不精确的问题,提出了基于位移-加速度振动台迭代学习控制方法,并通过数值模拟和储罐振动台模型实验研究迭代学习控制方法的性能。研究结果表明:基于位移-加速度迭代学习控制方法相比基于位移-位移迭代学习控制方法对于加速度的再现精度更高,修正迭代方法相比直接迭代方法的收敛速度稍快。     

三级阀控液压振动台控制策略研究

对三级阀控液压振动台的控制策略进行了系统的研究,设计了应用于大流量液压振动台的一体式控制器。一体式控制器同时实现液压振动台伺服控制及振动控制功能,伺服控制中,针对三级电液伺服阀和伺服油缸提出一种双PID伺服控制策略,振动控制中,针对液压振动台良好的低频特性设计了基于闭环迭代控制的波形再现控制方法。通过一体式控制器对三级阀控液压振动台进行不同时程、不同频宽的波形再现试验,表明控制器对液压振动台具有很好的波形控制能力,实现液压振动台高精度波形再现。     

残周期正弦波形总失真度的测量评价

针对残周期正弦信号波形总失真度的评价校准,提出了一种技术方案,包括:直接使用残周期正弦曲线拟合方法进行参数估计和残差估计,然后按照测量系统量程以及动态有效位数进行失真度的修正,最终给出残周期正弦波形曲线的总失真度评价结果。讨论了残周期情况下谐波失真的测量评价问题,获得了残周期波形谐波分析误差较大、谐波失真评价结果远大于总失真度的结论,残周期正弦波形的谐波分析尚无法进行实际应用。在一组超低频振动实验数据的基础上,对残周期和多周期正弦波形总失真度的评价结果进行了比较,验证了本文方法的有效性和可行性。     

地震模拟振动台三参量控制技术研究

对地震模拟振动台三参量控制算法进行了深入的研究,详细研究了三参量反馈及前馈环节对振动台系统特性的校正作用,并通过仿真和试验的方法进一步验证三参量控制算法对地震模拟振动台系统频响特性的改善效果：通过引入三参量速度反馈可以有效扩展系统的频宽,引入三参量加速度反馈可以有效提高系统的阻尼,三参量前馈控制能够对消系统闭环传递函数中距离虚轴较近的极点,实现系统频宽的进一步扩展。最后,通过对三参量伺服控制的地震模拟振动台进行地震波形再现试验,证明三参量控制算法能够实现较高精度的地震波形再现试验。     

改善标准振动台信噪比的一种有效方法

本文通过对标准振动台台面的噪声组成成份的分析，根据振动隔振理论，提出了在振动台台面加设机械低通滤波器，实验表明，此法极大地改善了台面信噪比，减小了振动波形的失真度，提高了校准精度，文中还对滤波器的设计及其特性作了分析阐述。     

振动基标准装置隔振技术的研究与应用

振动基标准装置属精密测量设备,需对其关键设备振动台和激光干涉仪采用有效的隔振技术,以减少外界环境振动对振动量值精确测量的影响.基于隔振理论和振动传播规律,分析了环境振动的主要振源和隔振系统的动态特性,重点介绍了低频和超低频振动台采用的隔振技术,提出了几个应考虑的隔振措施.指出低频超低频振动台主动隔振和振动激励系统反馈控制研究的进展依赖于高精度传感器和微信号处理技术等相关领域的发展.