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第一章 AIC(Adaptive Inverse Control)
      用被控对象传递函数的逆作为前馈控制器对系统动态特性做开环控制。用简单的自适应滤波方法对未知对象的特性进行直接建模,利用对象的模型训练对象的逆模型,用对象的逆模型调整对象的动态特性。
 
一种典型的AIC算法
 
       这种控制方法的主要优势在于:开环控制,反馈仅在自适应过程中采用,并不控制系统中信号流动,避免反馈带来的不稳定;系统动态特性的控制与对象扰动的控制分开处理互不影响。
       AIC的主要应用领域有: 卫星与航天器姿态控制控制领域;机器人控制领域;噪声和扰动消除领域;振动控制领域。
 
AIC应用领域:卫星姿态控制                     AIC应用领域:工业机器人精度控制
 

 
                                 AIC应用领域:多通道电子加速器噪声消除       AIC应用领域:道路模拟试验
 
       在振动试验中基于逆模型的控频域迭代制方法被普遍采用。该方法存在:(1)离线模型辨识和大量FFT和IFFT计算,是控制器无法实时跟踪样品特性变化;(2)离线迭代需要对系统进行多次激励并反复迭代,因此驱动信号在未达到期望信号之前,可能已经对被试件尤其是脆性试件造成了预破坏.(3)激励信号选取对现场人员专业性要求很高,造成了时间和成本的浪费
在传统频域迭代算法引入了AIC控制技术可以使系统模型自动适应迭代期间样品特性的变化(例如非线性度和移动谐振问题);在已经很稳定的系统中可实现通过更少的迭代次数满足收敛条件。这种技术可以自动迭代、使用多个模型,并规定收敛目标和发散限制来执行迭代过程,可以大大的提高迭代效率。
 
基于AIC的频谱迭代方法流程
      
       当信号为长时间时域信号时,即使采用上述控制技术,仍然无法避免离线模型辨识和FFT/IFFT计算带来的非时变误差。因此基于AIC提出在线的时域波形复现控制方法,一旦自适应收敛,就可实时跟踪样本的时变特性,获得高精度的波形复现结果。整个过程由系统自适应大大的提高了振动试验的效率,基本克服了振动试验时变特性。
研究进度:
       对于AIC在电液振动试验装置的波形复现方法进行行了研究。分别对离线和在线两种方式进行了仿真实验。对于激励信号的选取,正向逆向建模的方法,模型长度以及建模增益等做了大量研究。


第二章  轴耦合道路模拟试验台的介绍 
 
        轴耦合试验台直接对车轴轴头进行加载可以进行多个自由度控制。目前,24通道轴耦合试验台,如图1所示,能够重现每个车轮全部六个自由度方向上的受力和扭矩:更真实的模拟车辆在道路上行驶时的受力和扭矩情况,车身的振动情况也更加接近实际形式中振动,因此其能够考核涵盖空调、电子、内饰、外饰等零件的绝大多数零件的结构耐久。
 
图1 轴耦合道路模拟试验系统
 

 
       图2为轴耦合试验机一个角的结构示意图,包括六套作动器,通过曲柄、连杆等连接件,组成六通道运动系统,实现轮毂替代件六个自由度的运动。由于采用轻型支柱以及耦合连杆结构连接驱动垂直、水平运动的作动器,取消了水平反作用质量,使结构非常紧凑。其具体运动原理如下:
 
 
图2 轴耦合道路模拟试验台

 
       液压缸1、2、3同步运动,实现轮毂替代件的横向运动,提供横向作用力;液压缸4运动提供纵向力;液压缸6提供垂向力;液压缸5提供制动/驱动力;液压缸1、3差动运动提供转向力;液压缸2运动提供侧倾力。
 
 

 
1、广泛的应用范围
 
 
图3 整车试验
 

 
       轴耦合道路模拟试验系统,能够对悬挂、悬挂与车身连接、车身、固定在车身上的部件、内部部件、排气系统、引擎支撑系统、转向系统进行耐久性测试。
       整车道路模拟试验系统结构简图如图3所示。整车试验时由四个结构相同的角组成,分别对四个车轮轴进行加载。针对不同的试验,试验台可以独立运行也可以进行任意组合,比如用其中一个试验台可以单独对汽车的独立悬挂进行加载试验,两个试验台则可以对前/后悬挂系统进行加载。

2、试验台研究现状
       目前,已完成对六自由轴耦合道路模拟试验台运动学、动力学研究,建立了完整的运动学、动力学数学模型。基于动力学模型的载荷加载控制方法、离线迭代控制方法也进行了部分研究。
道路模拟试验过程如图4所示,路谱的编辑方法、先进的迭代方法以保证初始驱动信号的快速生成以及试验过程红路谱的高精度复现控制策略还需要进一步探索。
 
图4 道路模拟试验过程


 
 
 
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