吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (02): 511-0516.

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六自由度运动模拟器振动控制策略

 马建明, 何景峰, 熊海国, 韩俊伟   

  1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院,哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2008-04-16 出版日期:2010-03-01 发布日期:2010-03-01
  • 通讯作者: 韩俊伟(1964),男,教授,博士生导师.研究方向:电液伺服理论与应用,并联机器人和现代控制理论与应用.E-mail:hjw@hit.edu.cn E-mail:E-mail:hjw@hit.edu.cn
  • 作者简介:马建明(1980),男,博士研究生.研究方向:六自由度并联机器人及其控制. E-mail:majianming007@126.com
  • 基金资助:

    教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET040325)

Vibration control strategy for sixDOF motion simulator

MA Jian-ming,HE Jing-feng,XIONG Hai-guo,HAN Jun-wei   

  1. School of Mechanical and Electrical Engineering|Harbin Institute of Technology|Harbin 150001|China
  • Received:2008-04-16 Online:2010-03-01 Published:2010-03-01

摘要:

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5~25 Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3 dB以内,满足精确复现的性能指标。

关键词: 自动控制技术, 振动控制策略, 三状态控制, 六自由度运动模拟器, 随机信号, 功率谱密度误差

Abstract:

Using a hydraulically driven sixFOD motion simulator to simulate the vibration environment, there exist amplitude attenuation and phase lag due to the characteristics of closed loop amplitude and frequency responses of the simulator. Therefore, it is difficult to achieve accurate track and recurrence of high frequency random signals. To solve this problem, a vibration control strategy is proposed, which combines the joint space based and the operation space based control modes together. This strategy adopts the 3state control technology based on the classic PID together with the feedforward of the single cylinder control method. It can extend the frequency bandwidth of the system and achieve the accurate recurrence under the precondition of system stability. Experiment results show that the control strategy can make the sixDOF motion simulator to track the random signals of the range of 0.5 to 25 Hz and can control the recurrence error accuracy of random signals within ±3 dB. This strategy satisfies the performance index of the accurate recurrence.

Key words: automatic control technology, vibration control strategy, 3state control, 6DOF motion simulator, random signal, power spectral density error

中图分类号: 

  • TP242.2
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