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电液伺服振动台以其优良的性价比在工业领域中得到了广泛应用。传统振动台主要采用模拟电路对系统进行控制,控制器中独立电子元件多,控制性能容易受温度湿度等变化因素影响,固定的控制器结构不利于系统控制功能的改进与扩展。 本文相应课题研发的电液伺服振动台数字控制系统,可以克服模拟电路控制器的诸多缺点,进一步提高系统的稳定性、可靠性和控制精度。 本文首先阐述了电液伺服振动台及其控制技术的国内外发展现状,总结了数字控制相较于模拟控制的优势;其次,通过分析电液伺服阀和液压缸的特性得到它们的线性化数学模型,在此基础上简要分析了整个系统的稳态特性和动态特性,掌握了系统的固有性能;随后,从头搭建了VxWorks环境下的数字化控制系统平台,设计了两种控制器,分别为通过结合Ziegler-Nichols方法与传统PID参数整定方法设计的数字PID控制器和模糊控制器,利用Simulink仿真比较了两种控制器的控制效果,采用Tilcon软件开发了上位机管理图形界面;最后,将所设计的数字PID控制器与现有振动台硬件条件相结合进行联台调试,在线整定了数字PID控制参数,实现了系统的位置闭环与信号跟随功能,验证了仿真的正确性,分析了振动频率与负载质量对控制效果的影响。实验分析结果表明,控制系统在振动频率较低时跟踪效果较好;在一定范围内负载质量增大时,控制系统响应曲线超调量减小、调整时间和上升时间增加、系统整体振荡减小。 本课题以实现电液伺服系统的数字控制为目标,通过理论分析、仿真研究、实验研究相结合的方法,成功开发了电液伺服振动台数字控制系统,完成了位置闭环和信号跟踪功能,获得了较高的控制精度。数字控制系统具有诸多优点,拥有广阔的发展空间和应用前景。此外,本课题搭建的数字控制系统平台还为多种控制理论和方法在电液振动台控制中的进一步应用研究打下了很好的基础。