[发明专利]三轴向集成式惯性式作动系统及其作动方法

权利要求书

1.一种三轴向惯性式作动系统，其包括，

壳体，其配置成直接固定于作动对象上，

三向振动传感器，其配置成测取第一、第二和第三方向的振动信号，所述三向振动传感器设在壳体上，

控制器，其连接所述三向振动传感器，所述控制器基于所述振动信号生成控制信号，控制器内置于壳体中，

功率放大器，其连接所述控制器，所述功率放大器放大所述控制信号，

第一、第二和第三惯性作动器，其分别布置在壳体的第一方向、第二方向和第三方向上，其基于所述控制信号分别朝第一、第二和第三方向经由壳体激励输出作动力, 第一、第二和第三惯性作动器的作动部件的结构为对称动铁式，三向振动传感器输出接口，设在所述壳体上，配置成输出所述振动信号，

外部控制信号接口，设在所述壳体上，配置成接收外部控制器的外部控制信号；

所述作动系统通过所述三向振动传感器输出接口和所述外部控制信号接口连接一外部控制器，所述外部控制器能够基于所述振动信号和/或设定命令生成外部控制信号，用于对所述作动系统进行调试，其中，控制器和/或外部控制器包括信号调理单元和自适应反馈控制单元，所述自适应反馈控制单元基于三向振动传感器实时测量的振动信号e调整控制信号和/或外部控制信号，其中，辨识次级通道以构建次级通道模型，测得所述振动信号e，将其与次级通道模型输出相减得到估计振动信号 d1， 估计振动信号d1经控制器分别输入次级通道和次级通道模型，经过次级通道的输出与振源在测量点产生的振动信号d叠加得到测量的所述振动信号e，经过次级通道模型的输出与所述振动信号e相减得到估计振动信号d1，自适应算法根据输入测量的振动信号e和估计振动信号d1以调整控制器。

2.根据权利要求1所述的三轴向惯性式作动系统，其中，

第一、第二和/或第三惯性作动器包括固定部分和运动部分，其中，

所述固定部分包括，

线圈架，其设在壳体上，

线圈，其支承在所述线圈架上，

端盖，其连接所述壳体以形成大致封闭的固定部分，

所述运动部分包括设在固定部分内闭合磁路和质量弹性系统，其中，导磁筒、永磁体和导磁板形成两个上下对称的闭合磁路，每个闭合磁路均存在环形气隙，导杆和固定在固定部分的片状弹簧组成质量弹性系统，当线圈位于环形气隙中且通有交变电流时，经由导杆固定的导磁筒、永磁体、导磁板在电磁反力的作用下沿轴向作往复运动使得质量弹性系统作动，质量弹性系统经由壳体激励输出作动力。

3.根据权利要求1所述的三轴向惯性式作动系统，其中，第一、第二和/或第三惯性作动器的作动部件的结构或为动圈式结构，所述外部控制器包括调试接口、调试单元和显示单元。

4.根据权利要求1所述的三轴向惯性式作动系统，其中，第一、第二和/或第三惯性作动器基于所述控制信号分别同步组合以在多向上输出作动力。

5.根据权利要求1所述的三轴向惯性式作动系统，其中，三向振动传感器、控制器和功率放大器集成为第一模块化部件，其中，控制器与功率放大器集成为模块化板卡，所述第一模块化部件上设有电源接口和风扇，第一、第二和第三惯性作动器为分别为邻接所述第一模块化部件的第二、第三和第四模块化部件。

6.根据权利要求5所述的三轴向惯性式作动系统，其中，第一、第二、第三和第四模块化部件经由连接件形成立方体结构。

7.根据权利要求2所述的三轴向惯性式作动系统，其中，三向振动传感器包括三向加速度传感器，所述功率放大器为D类功率放大器，所述第一、第二和第三方向分别为X、Y、Z轴向方向，所述导磁筒中间厚度大于导磁筒侧壁的厚度以及大于永磁体的厚度，所述线圈上设有导线和插入电源的插头，所述端盖设有通过导杆的通孔，所述线圈架一端固定在壳体上，一端位于闭合磁路的气隙中。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的三轴向惯性式作动系统的作动方法，其步骤包括：

第一步骤（S1）中：三轴向惯性式作动系统经由壳体直接固定于作动对象上；

第二步骤（S2）中：三向振动传感器测取第一、第二和第三方向的振动信号，基于所述振动信号生成控制信号，所述功率放大器放大所述控制信号；

第三步骤（S3）中：第一、第二和第三惯性作动器基于所述控制信号分别朝第一、第二和第三方向经由壳体激励输出作动力，或者第一、第二和/或第三惯性作动器基于所述控制信号分别同步组合以在多向上输出作动力。