機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其波形復(fù)現(xiàn)性能測(cè)試研究

郭迎慶，李宗蔭，2，楊曉璐

（1.南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，江蘇南京 210037；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所，安徽合肥 230601）

0 引言

隨著航空航天、電子工業(yè)的快速發(fā)展，各種用于測(cè)試航天器部件等儀器設(shè)備的振動(dòng)試驗(yàn)裝置也日益發(fā)展起來(lái)。由于航天及電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段以及驗(yàn)收階段均需要進(jìn)行一系列的環(huán)境振動(dòng)測(cè)試，這就要求相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備具有較高的檢測(cè)性能［1-4］。振動(dòng)臺(tái)作為一種集結(jié)構(gòu)激振、性能測(cè)試和數(shù)據(jù)分析等功能為一體的科學(xué)振動(dòng)試驗(yàn)裝置，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在航空航天、車輛交通、建筑結(jié)構(gòu)和工業(yè)自動(dòng)化等眾多工程領(lǐng)域［5-6］。伴隨著振動(dòng)臺(tái)相關(guān)理論研究的深入和技術(shù)的發(fā)展，各種試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型也逐漸趨于精簡(jiǎn)化、智能化［7］，從而導(dǎo)致中小型振動(dòng)臺(tái)在研究中的地位逐漸提高。但是，當(dāng)前市面上現(xiàn)有的地震模擬振動(dòng)臺(tái)多為液壓驅(qū)動(dòng)的大功率振動(dòng)臺(tái)，其存在污染嚴(yán)重、建造代價(jià)高昂等弊端，而現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的中小型振動(dòng)臺(tái)卻存在普遍進(jìn)口、價(jià)格昂貴、開(kāi)放性低等缺點(diǎn)。因此，如何設(shè)計(jì)一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的結(jié)構(gòu)精巧、性價(jià)比高的中小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)裝置，對(duì)于降低振動(dòng)測(cè)試成本、提高測(cè)試性能具有重要的工程實(shí)際意義。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究人員已經(jīng)進(jìn)行了多年的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，并已經(jīng)將相關(guān)研究成果應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中。王猛等［8］提出一種偏心輪式機(jī)械振動(dòng)臺(tái)，并通過(guò)有限元分析驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)振動(dòng)臺(tái)的可行性。田軍委等［9］在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上提出一種對(duì)稱式曲柄滑塊振動(dòng)臺(tái)方案，利用其對(duì)稱式的特點(diǎn)有效抵消高頻振動(dòng)時(shí)的慣性沖擊。謝維泰等［10］采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中常見(jiàn)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種機(jī)械式超低頻振動(dòng)臺(tái)，并且通過(guò)典型應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了機(jī)械式超低頻振動(dòng)臺(tái)的實(shí)用性。在各類振動(dòng)臺(tái)中，大推力液壓式振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)相對(duì)較為成熟，而小型機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)研究較少，其中電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)因其承載范圍廣、工作頻段寬、波形好、易控制等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，成為一種應(yīng)用廣泛的振動(dòng)臺(tái)裝置［11-13］。由于機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)在某些振動(dòng)試驗(yàn)下有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以針對(duì)機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)的相關(guān)技術(shù)研究具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。

綜上，本文基于實(shí)際振動(dòng)測(cè)試工程需要，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)，自主研制一套能精確再現(xiàn)加速度激勵(lì)測(cè)試信號(hào)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。利用系列性能測(cè)試試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行性能考核，經(jīng)過(guò)測(cè)試表明振動(dòng)臺(tái)波形復(fù)現(xiàn)精度較高，具有很好的波形跟隨性，滿足實(shí)際工程需要，可為后期中小型高精度振動(dòng)臺(tái)的研究和設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。

1 振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

雙向單自由度小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)裝置整體系統(tǒng)架構(gòu)組成框圖如圖1 所示，主要包括控制模塊、激勵(lì)模塊、試驗(yàn)?zāi)K和數(shù)據(jù)采集模塊。其中，控制模塊由PC 機(jī)與嵌入式控制器組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)模塊的電機(jī)控制信號(hào)輸出；激勵(lì)模塊由伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)?zāi)K的激勵(lì)輸出；試驗(yàn)?zāi)K由絲桿、臺(tái)面等機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的固定及對(duì)激勵(lì)模塊輸出的響應(yīng)；數(shù)據(jù)采集模塊由位移傳感器、加速度傳感器及編碼器組成，實(shí)現(xiàn)局部閉環(huán)控制及振動(dòng)臺(tái)信號(hào)采集。此系統(tǒng)架構(gòu)在滿足性能指標(biāo)的同時(shí)，大大縮減了研制時(shí)間和試驗(yàn)成本。

圖1 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)裝置整體系統(tǒng)架構(gòu)框圖Fig.1 Block diagram of the overall system architecture of the shaking table test device

2 關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)對(duì)不同原始波形的精確再現(xiàn)，完成對(duì)待測(cè)設(shè)備的振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)，需要設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)裝置中各個(gè)模塊彼此之間協(xié)調(diào)工作，因此，振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)是否合理顯得尤為重要。

2.1 原始數(shù)據(jù)處理

當(dāng)前振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)測(cè)試激勵(lì)信號(hào)大多數(shù)以加速度信號(hào)形式存儲(chǔ)［14-16］，并且選用電動(dòng)伺服系統(tǒng)作為振動(dòng)臺(tái)的激振源，為了提高控制精度需要在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中對(duì)其速度和位移有嚴(yán)格的控制，綜合考慮采用伺服控制模式中的位置控制來(lái)完成系統(tǒng)力的轉(zhuǎn)換。

因此，需要求解出試驗(yàn)輸入波形的位移和速度時(shí)程曲線，并通過(guò)這兩條曲線計(jì)算出伺服電機(jī)每次動(dòng)作所需的控制信號(hào)，故加速度信號(hào)的積分處理成了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中不可或缺的一環(huán)。

選擇LabVIEW 作為數(shù)據(jù)處理平臺(tái)［17-18］，采用模塊化方式按層次將程序分解成多個(gè)子VI，由頂層VI 模塊在高層管理并調(diào)度各子模塊工作，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取、處理、顯示和保存等功能。同時(shí)，子VI的代碼和數(shù)據(jù)會(huì)保留在內(nèi)存中，有效降低了程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存占用量。主模塊具體設(shè)計(jì)的程序面板如圖2 所示。其中，V1 為數(shù)據(jù)讀取模塊，選擇數(shù)據(jù)通信中“隊(duì)列操作”，結(jié)合條件結(jié)構(gòu)中while 循環(huán)保證數(shù)據(jù)讀取的持續(xù)性；V2 為數(shù)據(jù)處理模塊，采用“元素出列”處理和雙精度轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)格式的處理，然后在頻域范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析，并且在解析過(guò)程中進(jìn)行數(shù)組必要元素取舍，保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度；V3 為數(shù)據(jù)顯示模塊，顯示經(jīng)處理后的輸出脈沖數(shù)、速度和方向數(shù)據(jù)。

圖2 主模塊控制程序面板Fig.2 Main module control program panel

以220 gal 的Artificial 加速度地震波為輸入信號(hào)，處理后保存的速度與位移信號(hào)如圖3 所示。

2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制器的設(shè)計(jì)

合理完整振動(dòng)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)和軟硬件的設(shè)計(jì)是振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障。根據(jù)振動(dòng)臺(tái)性能指標(biāo)完成對(duì)振動(dòng)臺(tái)整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的控制要求并且遵循實(shí)用化、模塊化的方式，以嵌入式控制芯片為核心完成振動(dòng)臺(tái)控制器的設(shè)計(jì)?？刂破骱蜋C(jī)械結(jié)構(gòu)兩者之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作，保障振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其具體構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖4 所示。

2.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

圖3 基于LabVIEW 處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)圖Fig.3 Data signal diagram processed based on LabVIEW

圖4 振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.4 Vibration table structure diagram

根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求，確定振動(dòng)臺(tái)尺寸，其主要組成部分尺寸見(jiàn)表1。以伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器為激勵(lì)源，將絲桿與伺服電機(jī)的電機(jī)軸固接，使伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成平動(dòng)，同時(shí)將絲桿螺紋與振動(dòng)臺(tái)面螺紋對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)臺(tái)面及其上的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的激勵(lì)，完成動(dòng)力的流暢傳遞和試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的加載。此外，伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器選用位置控制模式并結(jié)合下位機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)，并且根據(jù)振動(dòng)臺(tái)實(shí)際試驗(yàn)要求，在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面及其上的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行包括位移、力、加速度在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)采集，以便后期對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析。

2.2.2 控制器

選用以STM32 為基礎(chǔ)的嵌入式最小系統(tǒng)，搭載振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)所需功能要求所設(shè)計(jì)的一系列外圍電路。將電機(jī)控制狀態(tài)通過(guò)串口及時(shí)反饋給上位PC 機(jī)，構(gòu)建上位PC 機(jī)與被控對(duì)象之間的數(shù)據(jù)通信，完成對(duì)上位PC 機(jī)數(shù)據(jù)的接收和SD 卡中文件數(shù)據(jù)的讀取，并將所讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)伺服電機(jī)的精確PWM（Pulse Width Modulation）控制信號(hào)輸出，從而完成對(duì)振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的控制任務(wù)。

表1 振動(dòng)臺(tái)裝置尺寸Tab.1 Dimensions of shaking table apparatus mm

基于位置控制模式下，控制器與機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理如圖5 所示。控制器向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖位置指令，脈沖位置經(jīng)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器將采集到的角位移信號(hào)處理后得到的反饋脈沖數(shù)送至驅(qū)動(dòng)器，從而形成局部位置閉環(huán)控制，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿以一定速度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪后作用于振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面，此時(shí)絲桿的實(shí)際位移量M的表達(dá)式為

式中：P為控制絲桿移動(dòng)位置的脈沖數(shù)量；D為指令分倍頻比；E為編碼器反饋脈沖數(shù)；R為減速比；L為絲桿螺距。

此時(shí)，與該脈沖頻率所對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度V1和絲桿實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)速度V2分別表示為

式中：F為控制電機(jī)移動(dòng)速度的脈沖頻率。

圖5 位置控制模式下信號(hào)轉(zhuǎn)換原理圖Fig.5 Schematic diagram of signal conversion in position control mode

3 振動(dòng)臺(tái)性能分析試驗(yàn)

基于振動(dòng)臺(tái)的試驗(yàn)要求，完成各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，搭建完整的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)，其具體試驗(yàn)裝置如圖6所示。為了驗(yàn)證振動(dòng)臺(tái)的波形復(fù)現(xiàn)能力，以真實(shí)的地震波加速度信號(hào)為試驗(yàn)測(cè)試加載信號(hào)，針對(duì)振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行性能分析試驗(yàn)。

圖6 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.6 Physical image of shaking table test system

3.1 系統(tǒng)硬件性能試驗(yàn)

振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)是整個(gè)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)硬件的性能是整個(gè)系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵因素之一。為了驗(yàn)證振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)硬件的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)：截取一段振動(dòng)臺(tái)控制模塊處理后的電機(jī)控制信號(hào)作為下位機(jī)控制器的輸入，其具體數(shù)據(jù)片段見(jiàn)表2。下位機(jī)控制器根據(jù)輸入完成對(duì)SD 卡的文件檢索及數(shù)據(jù)讀取功能，整個(gè)數(shù)據(jù)讀取過(guò)程耗時(shí)在1 s 以內(nèi)，滿足振動(dòng)臺(tái)控制的要求。同時(shí)，控制器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析運(yùn)算出與電機(jī)控制相關(guān)的位置、方向和速度信號(hào)，并通過(guò)LCD 顯示具體數(shù)值，將讀取結(jié)果（如圖7 所示）的顯示數(shù)據(jù)與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)完全一致，驗(yàn)證了串口通訊的穩(wěn)定性和SD 卡讀取的準(zhǔn)確性。

表2 系統(tǒng)硬件性能測(cè)試數(shù)據(jù)Tab.2 Performance test data of system hardware

3.2 伺服電機(jī)控制試驗(yàn)

圖7 測(cè)試數(shù)據(jù)LCD 顯示結(jié)果Fig.7 Test data LCD display results

伺服電機(jī)的控制效果直接影響到整個(gè)振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的控制精度，對(duì)伺服電機(jī)的精確控制，是系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障，也是最為重要的一環(huán)。綜合考慮主控芯片控制能力，擬采用位置控制模式作為控制器對(duì)于伺服電機(jī)的主要控制思路。為驗(yàn)證位置控制精確性，設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)：通過(guò)上位機(jī)向下位機(jī)控制器發(fā)送連續(xù)位移階躍的電機(jī)控制信號(hào)，以5 mm 作為階躍幅值，利用位移傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)臺(tái)面位置信號(hào)的采集。試驗(yàn)結(jié)果如圖8 所示，最大誤差為2%，考慮到位移傳感器采集的一定誤差，采用伺服電機(jī)位置控制時(shí)，控制精確很高，其控制精度可達(dá)0.1 mm，足以勝任振動(dòng)臺(tái)位置控制精度要求。

3.3 空載振動(dòng)臺(tái)面波形復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)

圖8 位置控制階躍輸入試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Step input test results of position control

完成了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有效性和可靠性驗(yàn)證，從試驗(yàn)的角度證實(shí)了本文所設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的可行性。在此基礎(chǔ)上，以400 gal的真實(shí)Taft 地震波加速度信號(hào)作為振動(dòng)臺(tái)輸入激勵(lì)，采用高精度加速度傳感器完成對(duì)振動(dòng)臺(tái)面實(shí)時(shí)加速度數(shù)據(jù)的采集，試驗(yàn)結(jié)果如圖9 所示，試驗(yàn)曲線與理論的輸入曲線基本吻合。輸入值峰值加速度為400 gal，出現(xiàn)在3.7 s 處，試驗(yàn)值峰值加速度為388 gal，出現(xiàn)在3.68 s 處，峰值加速度同樣很好再現(xiàn)。輸入值與試驗(yàn)值最大誤差出現(xiàn)在7.54 s 處，為68 gal，最大誤差為27.3%。在試驗(yàn)過(guò)程中，加速度試驗(yàn)值呈現(xiàn)良好的跟隨性，加速度再現(xiàn)結(jié)果基本滿足要求。同時(shí)考慮試驗(yàn)過(guò)程中的試驗(yàn)誤差以及硬件性能等因素，誤差在允許的范圍內(nèi)。本試驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)在波形復(fù)現(xiàn)時(shí)的可行性與可靠性。

圖9 Taft 波作用下空載時(shí)振動(dòng)臺(tái)的輸入值和試驗(yàn)值的結(jié)果對(duì)比圖Fig.9 Comparison of results between the input value and test value of the shaker table under no load Taft wave

3.4 負(fù)載振動(dòng)臺(tái)面波形復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)

基于振動(dòng)臺(tái)在空載時(shí)良好的波形復(fù)現(xiàn)性能，為了檢驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)在實(shí)際負(fù)載試驗(yàn)情況下波形的復(fù)現(xiàn)精度，采用質(zhì)量為93.77 kg 的Q235 型三層鋼板結(jié)構(gòu)作為試驗(yàn)負(fù)載，其負(fù)載實(shí)物如圖10 所示。此次負(fù)載試驗(yàn)仍然沿用400 gal 的Taft 波作為振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)，以便進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治?，其試?yàn)結(jié)果如圖11所示。根據(jù)振動(dòng)臺(tái)面所測(cè)得加速度與試驗(yàn)輸入值400 gal 的Taft 波之間的對(duì)比圖可知，試驗(yàn)值最大峰值出現(xiàn)在3.68 s 處，為380 gal，而輸入值出現(xiàn)在3.70 s 處，其值為400 gal。同時(shí)，兩曲線最大誤差出現(xiàn)于4.20 s 處，其值為69 gal，最大誤差27.3%，試驗(yàn)值呈現(xiàn)很好的跟隨性及還原性，負(fù)載時(shí)振動(dòng)臺(tái)的波形復(fù)現(xiàn)精度基本符合工程要求。為了進(jìn)一步對(duì)比振動(dòng)臺(tái)在空載和負(fù)載狀態(tài)下波形復(fù)現(xiàn)狀態(tài)，當(dāng)采用相同的400 gal的Taft 波作為激勵(lì)加載時(shí)，臺(tái)面加速度試驗(yàn)值之間的對(duì)比如圖12 所示。

圖10 振動(dòng)臺(tái)負(fù)載波形復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)Fig.10 Reproduction test of shaking table load waveform

圖11 Taft 波作用下負(fù)載時(shí)振動(dòng)臺(tái)的輸入值和試驗(yàn)值結(jié)果對(duì)比圖Fig.11 Comparison of results between the input value and test value of the shaker under load Taft wave

圖12 Taft 波作用下負(fù)載與空載試驗(yàn)值結(jié)果對(duì)比圖Fig.12 Comparison of the results between load and no-load test under Taft wave

根據(jù)對(duì)比圖可知：在兩種工況下峰值加速度都出現(xiàn)在3.68 s 處，峰值相差15 gal，空載情況下稍大；最大誤差出現(xiàn)在15.80 s 處，為21 gal，最大誤差為14.8%，但是總體上空載和負(fù)載狀態(tài)下加速度試驗(yàn)值基本呈現(xiàn)吻合狀態(tài)，具有很好的同步性。由于因負(fù)載變化而導(dǎo)致控制精度的變化在工程試驗(yàn)的允許范圍之內(nèi)，所以設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)符合大多數(shù)工程振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以電動(dòng)伺服系統(tǒng)為激振源，結(jié)合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和嵌入式控制技術(shù)，研制了一套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，并對(duì)研制的振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行了關(guān)鍵性能測(cè)試。對(duì)系統(tǒng)的通訊和SD 卡文件數(shù)據(jù)讀取進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證了數(shù)據(jù)通訊的準(zhǔn)確性和快速性；在位置控制模式下對(duì)伺服電機(jī)控制效果進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證了采用位置控制模式的伺服電機(jī)控制思路的可行性；以真實(shí)激勵(lì)信號(hào)作為輸入，對(duì)振動(dòng)臺(tái)在空載和負(fù)載不同工況下波形復(fù)現(xiàn)精度進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)波形復(fù)現(xiàn)良好，表明了設(shè)計(jì)的科學(xué)性和適用性，并且兩種不同工況下波形復(fù)現(xiàn)誤差較小，進(jìn)一步驗(yàn)證了振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)誤差來(lái)源進(jìn)行分析，空載時(shí)的試驗(yàn)誤差主要來(lái)源于硬件結(jié)構(gòu)連接之間的摩擦能量損耗、檢測(cè)設(shè)備存在的信號(hào)干擾和振動(dòng)臺(tái)面高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性干擾等系統(tǒng)誤差；負(fù)載時(shí)的試驗(yàn)誤差還可能包括負(fù)載的固定情況及其試驗(yàn)中的振動(dòng)造成的影響。為此，在后期深入研究過(guò)程中考慮引入迭代學(xué)習(xí)等智能控制策略，以完善振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高振動(dòng)臺(tái)波形復(fù)現(xiàn)精度。總之，本文設(shè)計(jì)的中小型振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)精巧、性價(jià)比高、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用領(lǐng)域具有較高的推廣價(jià)值，并且為未來(lái)中小型振動(dòng)臺(tái)研究提供一定的技術(shù)支持和借鑒意義。