[发明专利]基于多传感器的振动幅度加权控制方法

说明书

本发明公开了一种基于多传感器的振动幅度加权控制方法，包括液压伺服控制器，设于振动台面上的加速度传感器，液压油缸，设于液压油缸上的位移传感器；液压伺服控制器通过伺服阀与液压油缸电连接，液压油缸与振动台面连接；加速度传感器和位移传感器均与液压伺服控制器电连接。本发明具有振动幅度控制精度高，振动台面和液压油缸不易损坏，对材料的检测准确定高的特点。

技术领域

本发明涉及振动控制技术领域，尤其是涉及一种控制精度高的基于多传感器的振动幅度加权控制方法。

背景技术

材料试验机，是在各种条件、各种环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件和工程结构的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，材料试验机是一种不可缺少的重要检测仪器。多用于金属及非金属(含复合材料)的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、保载、松弛、往复等项的静力学性能测试分析研究。

现有的材料试验机的控制方式主要是通过加速度时域重现控制，由于加速度传感器在低频段内幅频特性曲线会下降，因此在低频段，加速度控制会出现控制位移误差大的现象，严重时可能会损坏设备。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的采用加速度控制模式，导致振动台面和油缸缓冲层碰撞的不足，提供了一种控制精度高的基于多传感器的振动幅度加权控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多传感器的振动幅度加权控制方法，包括液压伺服控制器，设于振动台面上的加速度传感器，液压油缸，设于液压油缸上的位移传感器；液压伺服控制器通过伺服阀与液压油缸电连接，液压油缸与振动台面连接；加速度传感器和位移传感器均与液压伺服控制器电连接；包括如下步骤：

(1-1)设定加权参数a，f₃为同时满足加速度传感器的幅频特性曲线和位移传感器的幅频特性曲线的值为1，且波动小于0.5dB的频段中的一个频率点；

(1-2-1)给液压伺服控制器输入参考信号r1(f)和r2(f)，r2(f)由r1(f)2次积分后得到；液压伺服控制器产生加速度指令信号com1(f)，液压伺服控制器得到加速度传感器的加速度反馈信号f1(f)，计算加速度频响H_a(f)；

(1-2-2)液压伺服控制器产生到位移指令信号com2(f)，液压伺服控制器得到位移传感器的位移反馈信号f2(f)，利用如下公式计算位移度频响H_d(f)；

(1-3)计算加速度驱动信号的加权系数G1(f)和位移驱动信号的加权系数G2(f)；

(1-4)利用如下公式计算合成后的频域驱动信号com3(f)：

com3(f)＝H_a(f)r1(f)G1(f)+H_d(f)r2(f)G2(f)；

(1-5)将com3(f)作为指令信号作用到液压伺服控制器上，液压伺服控制器采集到f1(f)和f2(f)，返回到步骤(1-2)，得到下一帧频域驱动信号com3(f)；

如果振动试验未结束，则返回步骤(1-5)，实现振动幅度的高精度控制。

本发明采用多传感器加权控制的方法，通过对加速度驱动信号和位移驱动信号进行补偿合成后生成总驱动信号，使整个试验频段保持控制精度较高水平。位移传感器和加速度传感器在不同频段各自具备良好的幅频特性，因此系统可以有较好的试验效果。

作为优选，r1(f)＝-r2(f)×4π²f²；

其中，f为振动试验的目标频率。

作为优选，