基于共享内存的过约束多自由度振动台解耦控制方法

李宁　陈俊　高树灵　韩庆华　李忠献

摘要： 为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能，對振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证，分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性，在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解耦;利用混合试验中的共享内存具有的实时存储与读取的功能，以控制器、SpeedGoat及数据采集系统构建去中心化的控制系统硬件平台，采用SpeedGoat旁路控制器，对所提出的解耦控制方法进行了试验验证，证明了该控制方法的可行性和可靠性。经试验验证的机构解耦算法运算量小，可拓展多种更复杂的控制方法，在硬件平台更普适。

关键词： 振动台; 三向六自由度; 解耦控制算法; 共享内存; Simulink

中图分类号： TB534+.2; TP242    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）02-0329-09

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.02.013

引 言

并联驱动与传统串联驱动构造的机械体系相比，具有刚度大、精度高、动力性能好以及承载能力高等优点。振动台是工业振动检测、结构抗震等研究的重要试验设备，已经被广泛地应用在航空航天、车辆交通、建筑结构和工业自动化等众多工程领域[1]。多自由度振动台由并、串联系统构成，其运动学和动力学分析可能存在不同程度的耦合，进行解耦控制方法的研究十分必要。

对于并联机构，运动学解答往往需要进行迭代求解。1992年，Zhang等[2]就提出了一种简单方法计算运动学正向解答，此后国内外学者在此基础上做了许多研究。……