[发明专利]一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置与方法，包括直线位移传感器、直线运动驱动器、双转动轮、安装支架、可伸缩柔性梁、加速度传感器及放大型压电堆驱动器；所述计算机输出运动控制信号到运动控制卡，然后输出到伺服放大器驱动直线运动驱动器运动，直线位移传感器检测直线运动驱动器的运动位移，输入运动控制卡后输入计算机，加速度传感器检测可伸缩柔性梁的振动信号，输入电荷放大器，经过运动控制卡后输入计算机，计算机根据输入信号得到控制量经运动控制卡D/A转换后输出到电压放大器放大后驱动放大型压电堆驱动器，抑制可伸缩柔性梁的振动。本发明装置简单，对伸缩柔性梁的伸缩阻力小。

技术领域

本发明涉及柔性结构振动控制技术领域，具体涉及一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置与方法。

背景技术

随着空间飞行器的发展，对通信天线的精度要求越来越高，天线的尺寸也越来越大，由于发射时运载火箭整流罩的容积现在，许多天线采用大型展开结构和可伸缩的结构形式，目前大型可伸缩杆状结构已应用与天线结构中。

大型可伸缩天线，由于在伸缩过程中的几何尺寸的变化，所以弹性振动特性也是随着伸缩过程变化的，即振动的频率和幅值都是变化的，如何有效抑制其振动，需要研究一种振动控制方式与方法。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置与方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置，包括直线位移传感器、直线运动驱动器、双转动轮、安装支架、可伸缩柔性梁、加速度传感器及放大型压电堆驱动器；

所述安装支架为L形，所述可伸缩柔性梁一端固定在安装支架竖直杆的一侧，其另一端为自由端，所述直线运动驱动器的输出杆与安装支架的竖直杆的另一侧连接，所述直线位移传感器与安装支架连接，且与直线运动驱动器位于同一侧，所述可伸缩柔性梁的上下两侧通过一对双转动轮夹持，当可伸缩柔性梁运动时，双转动轮转动，双转动轮右侧的长度为可伸缩柔性梁伸缩的长度；所述放大型压电堆驱动器一端与安装支架的水平杆连接，另一端与可伸缩柔性梁连接，用于抑制可伸缩柔性梁的振动，所述可伸缩柔性梁的自由端放置加速度传感器；

还包括伺服放大器、运动控制卡、电压放大器、电荷放大器及计算机；

所述计算机输出运动控制信号到运动控制卡，然后输出到伺服放大器驱动直线运动驱动器运动，直线位移传感器检测直线运动驱动器的运动位移，输入运动控制卡后输入计算机；

所述加速度传感器检测可伸缩柔性梁的振动信号，输入电荷放大器，经过运动控制卡后输入计算机；

计算机根据输入信号得到控制量经运动控制卡D/A转换后输出到电压放大器放大后驱动放大型压电堆驱动器，抑制可伸缩柔性梁的振动。

所述直线位移传感器选用FAGOR光栅尺。

双转动轮在可伸缩柔性梁长度方向上的安装位置大于直线运动驱动器的输出杆的最大行程位移。

一种基于压电堆驱动器抑制伸缩柔性结构振动装置的方法，包括如下步骤：

第一步，计算机产生伸缩运动的信号，输出运动控制卡，然后进入伺服放大器驱动直线运动驱动器运动，直线位移传感器检测直线运动驱动器的运动位移；

第二步，直线运动驱动器的运动激励可伸缩柔性梁的振动，加速度传感器检测的可伸缩柔性梁的振动信号，进过电荷放大器放大后，经过运动控制卡转换后输入到计算机，经过运算控制算法后，得到控制量，然后经运动控制卡D/A转换后输出到电压放大器放大后驱动压电堆驱动器，抑制可伸缩柔性梁的振动；