[发明专利]一种基于压电陶瓷的作动器测试台主动隔振系统

说明书

本发明提出一种基于压电陶瓷的作动器测试台主动隔振系统，应用于作动器测试台，可有效隔离各类外界振动线谱对测量结果的干扰；包括压电陶瓷作动器，驱动器、反馈传感器、信号调理器和控制器，通过采用用压电陶瓷作动器，输出力大于4000N，位移微小，满足作动器测量平台位移小，作动器输出力4000N控制需求；可用于消减20Hz——200HZ的多于8根线谱的外界干扰；线谱隔振效果大于15dB，精度可应用于主动隔振装置电磁式作动器的产品质量检验。

技术领域

本发明属于主动隔振领域，具体涉及一种基于压电陶瓷的作动器测试台主动隔振系统。

背景技术

主动隔振装置重要组件之一电磁式作动器的输出力性能测试是船舶主动控制技术基础性研究内容之一，为保障作动器输出力性能测试的精准，需研制低频隔振性能优良的作动器测量平台主动隔振系统，以去除外界振动线谱对测量结果的干扰。

目前，现有作动器测试台未采用主动隔振系统。而通常的基于压电作动器的主动隔振系统处于实验室理论分析阶段，仅通过仿真手段对控制效果进行了比对。

现有技术一：

出版于2011年1月第1期《机械设计与制造》中的《电磁作动器特性试验研究》公开了如下技术：

电磁作动器特性测量方案为通过励磁控制系统给电磁铁供电使作动器运动，通过MTS试验台控制电磁铁运动，通过MTS的拉压力传感器及位移传感器测定电磁作动器的力幅值及运动位移，研究其电磁作动器特性。

电磁作动器特性试验实物装置，如附图1所示，具体组成：

(1)MTS实验机：一端固定力传感器，一端连接电磁作动器，产生需要的位移；

(2)直流稳压电源：产生电磁作动器的控制电压；

(3)功率驱动电路：驱动电磁作动器工作；

(4)力传感器：电磁作动器电磁力；

(5)PCMA308采集卡及笔记本计算机及相关分析软件：采集电磁力等试验数据。

现有技术二：

出版于2010年4月第2期的《机械工程与自动化》中的《基于压电作动器的主动隔振系统》公开了如下技术：

该主动隔振系统基于压电陶瓷的本构方程,建立了主动隔振系统的模型,分析了各参数对受控对象的影响,利用M AT LAB语言确定了控制器的参数,并对控制前、后的隔振效果进行了比对。

现有技术三：

出版于2010年第1第29卷《测控技术》中的《基于DSP的小型化振动主动控制系统的设计与实现》公开了如下技术：

基于TMS320F2812DSP的构建了振动主动控制系统。对LMS(最小均方)自适应滤波算法进行了初步研究,并将其应用于此振动主动控制系统中。证实了该测控系统软、硬件设计的正确性和有效性。

经实验(附图2)，控制后主激扰频率的响应比控制前衰减了大约6——7dB,表明该激扰频率的振动得到了有效的抑制。

从三个现有技术方案的描述来看，现有作动器测试平台主动隔振系统主要有以下不足：

(1)作动器测试平台未采用主动隔振系统来隔离外界低频线谱干扰；

(2)压电主动隔振系统作动器输出力较小，不能满足现有作动器测试中大于4000N的控制需要。

(3)压电主动隔振系统仅针对单一控制频率，不能满足低频，多线谱控制需求。

(4)压电主动隔振系统处于实验室理论研究阶段，未经样件试验验证，精度不能满足电磁式作动器输出力的测量的工程质量性能检定应用需求。