【摘 要】
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电液振动台可以模拟真实环境下的振动,被广泛应用于建筑抗震模拟、材料结构试验、汽车测试、海上舷梯等领域。控制电液振动台所需的高性能振动控制器主要依赖进口。近年来基于FPGA的振动控制器开始凸显其优势,更适合用于多通道、高频率等测试场景。而国内基于FPGA的振动控制器的研发基本处于空白。本文基于Zynq-7000芯片的CPU+FPGA架构,设计了一套结构清晰、通用性强、易于扩展的振动台控制程序,实现了
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电液振动台可以模拟真实环境下的振动,被广泛应用于建筑抗震模拟、材料结构试验、汽车测试、海上舷梯等领域。控制电液振动台所需的高性能振动控制器主要依赖进口。近年来基于FPGA的振动控制器开始凸显其优势,更适合用于多通道、高频率等测试场景。而国内基于FPGA的振动控制器的研发基本处于空白。本文基于Zynq-7000芯片的CPU+FPGA架构,设计了一套结构清晰、通用性强、易于扩展的振动台控制程序,实现了数据采集、控制、以太网通信等功能。本文主要工作如下:1、设计了基于Zynq的振动台控制器程序架构,包括基本的数据采集与控制回路、数据传输通路,具体实现了FPGA部分的关键模块和CPU部分的以太网通信功能,发挥了CPU与FPGA各自的优势。搭建了Zynq控制器与上位机沟通的桥梁,使振动试验的调试更加便捷。2、在FPGA中实现了振动控制领域常用的算法——PID控制算法和三参量控制算法。在Simulink中进行了仿真,为之后的系统测试和参数确定提供了参考。3、进行系统测试,验证了控制器架构的合理性和有效性。进行了正弦波试验和地震波试验,其中正弦波试验的位移相关系数和加速度相关系数分别达到99.86%和94.87%,地震波试验分别达到99.998%和65.68%。
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