环境模拟试验通过在试验室中再现设备或试件的工作环境条件,检测试件在实际环境中保持原有性能的能力。本文对机载油箱及其组件分别进行冲击振动模拟、高低温环境模拟、高度环境模拟及气密性测试,重点对多自由度冲击波形再现控制方法开展研究。多自由度电液振动台具有位移大、抗倾覆力矩强等优点,常用于大型结构试件的冲击振动模拟试验中。受试验系统存在的非线性及时变特性影响,仅采用伺服控制,很难保证系统加速度频响函数幅频特性稳定在0dB线上,严重影响冲击振动条件的再现精度。针对上述问题,本文对两自由度冲击波形再现优化控制策略进行深入研究。主要研究内容包括:首先,设计两自由度电液振动台伺服控制回路,并给出传统的多自由度波形再现控制方法。基于Matlab/Simulink平台,搭建两自由度电液振动台和油箱柜组件的数学模型,分别利用伺服控制方法和传统波形再现控制方法进行冲击波形再现仿真分析。仿真表明,当系统的频率特性发生变化时,利用传统波形再现算法无法满足冲击波形再现试验的精度要求。其次,提出基于拟牛顿算法的冲击波形再现优化控制方法。针对电液振动台及试件在实验过程中频率特性的时变问题,利用拟牛顿法在线辨识系统频率特性并修正驱动信号。相对于传统牛顿迭代法,拟牛顿算法仅采用目标函数的一阶导数进行迭代计算,大大减小了算法的计算量,有利于系统广义阻抗的实时在线更新。分别利用Broyden法、DFP法和BFGS法进行两自由度冲击波形再现仿真分析。仿真结果表明,三种拟牛顿算法均能够跟踪系统阻抗特性的变化,提高冲击波形再现的精度。其中采用BFGS算法时冲击波形再现精度最高。基于电液振动台进行两自由度冲击波形再现实验研究,实验结果验证了理论及仿真分析的正确性。最后,完成油箱及其组件的气密性试验、高度环境模拟试验和高低温环境模拟试验。试验结果表明,油箱及其组件均满足环境模拟试验的要求。