电液振动台正弦运动控制方法

韩朝阳， 范大莽， 关广丰， 熊 伟， 王海涛

(大连海事大学 船舶与海洋工程学院， 辽宁 大连 116026)

引言

正弦振动试验是振动力学环境模拟的一项重要内容，可以激励试件在固定频率点上的模态，满足绝大多数具有周期性振动环境模拟试验的要求，多被用于被试件的可靠性试验，目前被广泛应用于国防、航空航天、汽车、土木建筑等工业领域。

电液振动台是大型结构正弦振动模拟试验的常用设备，具有输出力矩大、响应速度快、功率质量比大等优点。但在实际应用中，电液振动台本身存在诸多的不确定性，包括系统参数时变性、随机不确定干扰力等因素，大大降低了系统的稳定性以及控制精度。

目前，国内外已经有一些控制策略被用于抑制不确定干扰力对电液振动台的影响，1977年UTKIN V I[1]提出了滑模变结构控制 (Variable Structure with Sliding Mode Control，VSC)和滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)的方法。王鑫刚等[2]为抑制外界干扰，提高电液振动台位置波形复现精度，提出一种带有观测器的反馈线性化滑模控制策略。仝宁可等[3]提出一种基于指数收敛干扰观测器的滑模控制策略，实现了对舰艇导弹筒盖系统的控制。

由于电液振动台在实际运行时还需要考虑伺服阀动态特性、模型参数时变性等因素，导致单一的滑模控制并不能在抑制干扰力影响的同时为系统提供良好的跟踪精度。

针对电液振动台参数时变性、模型不确定性等问题，1989年STOTEN D P等[4]提出了最小控制综合(Minimal Control Synthesis,MCS)算法，该算法源于标准的模型参考自适应控制(Model Reference Adaptive Control,MRAC)算法，突出优点在于不需要准确了解系统的任何参数信息，就能保证系统在系统参数变化未知、数学模型不确定等情况下都能达到优良的闭环性能，自动补偿系统参数不确定、模型不确定的影响，保证系统的稳定性。……