如图6.5所示，实验在固高XY数控平台上进行。实验平台由松下伺服电机驱动，安装有编码器，能够测量平台的运动参数。实验台的控制系统硬件有用于编写控制算法的电脑主机、DSP 运动控制板卡（GT-400-SV-PCI），运动控制板卡连接电脑与伺服驱动器。在VC++中编写算法，产生驱动命令驱动数控平台运动。在本研究中，驱动数控平台沿着一个方向运动。实验中，液深通过尺子测量，然后估算液体晃动的固有频率，用于设计两段光滑器。整个实验台的行程为30 cm，容器的尺寸是92 cm×92 cm×180 cm。实验台左侧安装一个CMOS摄像头，用于测量容器壁处液体晃动液高。
图6.5 充液容器实验台
图6.6 所示为梯形速度命令下，容器最右侧处液高的动力学响应。实验液深为92 cm，驱动距离为22 cm。0 s 到1 s 之间，容器内液体静止；1 s 到1.1 s 之间容器加速；1.1 s 到2.0 s 之间容器匀速运动；2.0 s 到2.1 s 之间容器减速到静止。无控制器时，液体的瞬态振幅和残余振幅分别为17.4 cm 和7.7 cm。残余振幅小于瞬态振幅，这是因为减速过程引起的振动与加速过程引起的振动反相，两者相互削弱。光滑器控制下，液体的瞬态振幅和残余振幅分别是4.3 mm 和0.2 mm。实验结果显示，光滑器能很好地抑制液体的瞬态晃动和残余晃动。
图6.6 液体晃动实验响应
下面通过实验验证建立的晃动动力学模型的正确性和两段光滑器的有效性。实验分为两组，第一组考察驱动距离的影响，容器内液位深度固定为92 mm，驱动距离从6 mm到150 mm变化。图6.7所示为实验测量得到的瞬态振幅。没控制器情况下，瞬态振幅的大小取决于加速诱发的振动与减速诱发的振动之间的相互作用，所以随着驱动距离的变化，瞬态振幅变化。光滑器产生的命令更加光滑，光滑的驱动命令减小了液体的瞬态振荡。统计实验数据，光滑器能够抑制瞬态振荡的78.3%。
以驱动距离为变量，实验得到的残余振幅如图6.8 所示。与仿真结果相似，无控制器时，残余振幅随着驱动距离的变化而变化。光滑器有低通和陷波滤波特性，因此能够抑制无穷模态的晃动。所有驱动距离下，光滑器能够抑制液体残余晃动振幅小于0.43 mm。实验数据显示，光滑器能很好地抑制液体瞬态晃动和残余晃动。
第二组实验验证液深变化时，两段光滑器的有效性。实验条件是驱动距离固定为20 cm，液深从40 mm 到150 mm 变化。图6.9 所示为实验得到的瞬态晃动振幅。与仿真结果相似，当液深变化时，瞬态晃动振幅变化不大。光滑器由于能够产生光滑的驱动命令，对瞬态晃动的抑制率达到了79.1%。(www.xing528.com)
图6.7 驱动距离对瞬态振幅的影响
图6.8 驱动距离对残余振幅的影响
图6.9 液深变化对瞬态振幅的影响
液体残余振幅实验数据如图6.10 所示。无控制器时，随着液深的增加，残余振幅减小。由于光滑器对系统固有频率变化不敏感，当实际液深变化时，光滑器能够抑制所有的残余振幅低于0.32 mm。上述实验结果说明，两段光滑器对液深变化不敏感，具有很好的鲁棒性。通过上述两组实验，验证了两段光滑器能够在不同工况下很好地抑制液体的瞬态晃动和残余晃动。
图6.10 液深变化对残余振幅的影响
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