[发明专利]一维微振动主动隔振平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动隔振平台，特别是一种一维微振动主动隔振平台。

背景技术

在实际工程环境中，结构振动多为低频及中低频振动，对其采用被动抑制方法很难预期抑制效果，而主动控制技术对低频振动的控制则具有明显优势，其控制精度高，控果好，且代价小。基于压电智能结构的主动隔振技术是当前研究热点之一。国内外研究学者对一维主动隔振平台进行了深入研究。应用动复合控制方法对垂直方向低频振动进行隔离研究、对多级低频振离进行研究。应用压缩空气驱动器及前馈与反馈控制算法对交通工具座椅振动隔离系统进行了研究。国内研究学者对基于压电堆驱动器的主动隔振系统进行了初步究。对基于压电堆驱动器的支架振动隔离进行了实验研究，取一定控制效果。采用反馈控制算法对基于压电堆驱动器的主动隔振系统进行研究，应用压电堆驱动器对超精密机床进行了振动主动隔离实验研究，其控制方法采用了模糊控制器，隔振效果不是很明显。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种一维微振动主动隔振平台，压电堆驱动器具有驱动力与位移量大，响应速度快。

一维微振动主动隔振平台，包括主动隔振结构、加速度传感器、压电驱动系统，其加速度传感器，选用了333B42系列ICP压电加速度传感器，信号调理电路放大倍数为40/3，结合所用的ICP压电加速度传感器的电压灵敏度为0.5V/g，测量的振动信号加速度为信号调理电路输出电压*0.15g。

自动控制系统主要用于对一维微振动主动隔振平台进行自动控制，降低其顶部的振动状态，从而实现主动隔振的目的，主要由信号调理系统、A/D与D/A转换器、基于PC机的自适应信号处理系统构成。

本发明控制系统所需要的控制信号：振动参考信号x、振动误差信号e，其中，振动参考信号x选择基体结构上的振动加速度信号，振动误差信号e来自于主动隔振平台上被控位置处的振动加速度信号，此振动加速度信号为被控位置处的振动信号与通过控制通道所施加的振动信号的叠加结果。

一种一维微振动主动隔振平台的硬件系统，控制系统采用基于PC机的HY-8021数据采集卡硬件结构，其特征在于：来自压电加速度传感器的参考信号和误差信号经过低通滤波后，由HY-8021数据采集卡上的A/D转换模块进行实时采集，然后由PC机对采集数据进行自适应算法处理，获得控制信号。

作为本发明的一种优选方案，控制系统中可以设置被控系统震动信号uc，振动结构（基体）振动状态检测信号。

有益效果：一维微振动主动隔振平台，利用振动加速度信号，具有结构简单、可靠性高、隔振性能优异等特点，可广泛用于各种微振动主动隔离场合，压电堆驱动器具有驱动力与位移量大，响应速度快等特点，适合于主动隔振应用研究。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图中标记：1-电压作动筒、2-动率放大器、3-低通滤波器、4-模数转换器、5-计算机控制系统、6-单片机、7-数模转换器、8-低通滤波器、9-低通滤波器、10-低通滤波器。

具体实施方式

一维微振动主动隔振平台，包括主动隔振结构、加速度传感器、压电驱动系统，加速度传感器主要用于对一维主动隔振平台中的各种振动信号进行采集，振动信号主要有：参考信号、误差信号以及基体结构振动状态信号。加速度传感器的选型至关重要，一方面要使加速度传感器在测量振动信号时对控制系统不产生影响，或者其影响可控制在可忽略的程度上，这主要从选用质量较小的加速度传感器来保证。另一方面还要确保加速度传感器的测量精度达到要求，如灵敏度、频率范围等，这将直接关系到控制系统各输入信号的精度水平。鉴于上面各方面考虑，压电加速度传感器具有体积小，重量轻（5gm）、电压灵敏度高（约0.5V/g）、共振频率高（约30KHz）等特点，其特征在于：加速度传感器，选用了333B42系列ICP压电加速度传感器，信号调理电路放大倍数为40/3，结合所用的ICP压电加速度传感器的电压灵敏度为0.5V/g，测量的振动信号加速度为信号调理电路输出电压*0.15g。