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多自由度电液振动与加载耦合系统将电液伺服驱动下的多自由度振动系统和多自由度加载系统结合,旨在实现振动环境和加载环境的耦合复现,以期适应被控对象日益复杂工作环境的模拟,便于测试被控对象在振动和加载复合环境下的力学性能,在工程关键构件和材料试验测试方面具有重要研究意义。多自由度电液振动与加载耦合系统作为一种冗余并联驱动机构具有强耦合特性,各驱动分支在自由度空间的互相干扰、不同驱动分支动态特性不一致性以及振动与加载动作的相互干扰耦合均会影响系统控制精度,然而国内外对于类似耦合系统的相关技术研究并不成熟。因此,本文在国家自然科学基金面上项目“基于振动与加载多元耦合的超冗余驱动电液系统协调控制研究”的资助下,以多自由度电液振动与加载耦合系统为研究对象,综合运用并联机构运动学和动力学建模、模态空间、内力空间解耦、电液伺服系统非线性控制方法等理论,开展多自由度电液振动与加载耦合系统控制策略的理论与试验研究,为提高多自由度电液振动与加载耦合系统控制精度提供重要理论支持和技术手段。首先,介绍了多自由度电液振动与加载耦合系统的组成及工作原理,考虑多自由度冗余并联机构及电液伺服驱动系统特性,建立了耦合系统运动学模型及其电液驱动系统模型;介绍了适用于多自由度并联驱动机构控制的自由度控制策略,以及适用于振动和加载控制的经典控制策略;搭建了多自由度电液振动与加载耦合系统试验台,对运动学控制策略进行了试验验证,为后续振动和加载耦合系统控制策略研究提供了基础。其次,建立了多自由度电液振动与加载耦合系统动力学模型,研究了耦合系统自由度耦合特性,构建了无耦合的系统模态空间,将自由度空间的多输入多输出系统转换为模态空间的多组单输入单输出系统;建立了多自由度电液振动与加载耦合系统的内力空间方程,分析了系统内力耦合特性及其主要影响因素,利用内力反馈补偿控制器减少系统耦合内力;构建了由模态解耦和内力补偿控制组成的系统解耦控制外环,利用多自由度电液振动与加载耦合系统试验台验证了自由度解耦和内力解耦控制策略的有效性。再次,在多自由度电液振动与加载耦合系统外环解耦控制的基础上,构建加载干扰作用下的振动控制内环,考虑振动平台在振动过程中受到被试件加载力的影响及其电液驱动系统的非线性因素,设计了基于加速度信号跟踪微分器、非线性扩张状态观测器以及终端滑模误差反馈律的自抗扰振动控制内环;利用多自由度电液振动与加载耦合系统试验台开展振动控制策略试验研究,与系统解耦控制外环结合,验证了基于自抗扰控制算法的振动控制策略的有效性。最后,考虑电液伺服驱动系统的不确定性因素以及振动干扰作用影响,设计了模糊自适应终端滑模加载控制算法,建立了变增益状态观测器实时观测加载液压缸速度及其压差信号,准确反映加载子系统实时状态;利用提出的加载控制算法构建了耦合系统加载控制内环,与耦合系统外环解耦控制结合构建了多自由度电液振动与加载耦合系统的加载控制系统,利用耦合系统试验台开展加载试验研究,试验验证了所提出加载控制策略的有效性。该论文有图68幅,表7个,参考文献137篇。