[发明专利]一种气囊支承自由边界模拟控制系统及其控制方法

说明书

一种气囊支承自由边界模拟控制系统，包括自由边界模拟控制器、位移传感器、压力传感器、气路控制台，所述位移传感器，设置于托举被试产品的气囊支承附近，并以信号的形式向自由边界模拟控制器发送数据；所述气路控制台，内部设置一条供气主路和多条供气支路，在供气支路上集成气路开关控制、气路比例控制阀门，并以信号的形式与自由边界模拟控制器交换数据；所述压力传感器，设置于气囊支承的供气管路上或附加气室上，并以信号的形式向自由边界模拟控制器发送数据；所述阻尼器安装于产品失稳晃动时，摆动速度较大的位置，阻尼器一端与固定支架铰接，另一端与产品转接工装铰接。

技术领域

本发明属于模态试验领域，具体一种自由边界模拟控制器及其控制方法。

背景技术

目前，气囊支承系统可模拟模态试验中要求的自由-自由边界条件，为被试产品提供柔性支承，释放边界上的六个自由度。目前市场上控制器繁多，但均无法直接用于气囊支承系统自由边界模拟的实时控制，为此，需开发出一种可以获取多种传感器信号作为监测或控制反馈，并结合指令，解算出相应的输出信号，驱动气囊支承系统中的相应部件动作。特别重要的是，控制器的控制策略需要符合气囊支承系统的工作流程，以确保使用此气囊支承系统的模态试验正常进行。

发明内容

(一)解决的技术问题

提供一种气囊支承自由边界模拟控制器及其控制方法，所述自由边界模拟控制器控制器是一种多种信号输入、多控制闭环同时解算、多控制闭环切换、多控制输出的闭环控制器；所述控制方法符合气囊支承被试产品，实现自由边界模拟的工作流程，完全适用于利用气囊进行自由边界模拟下的模态试验。

(二)技术方案

一种气囊支承自由边界模拟控制系统，包括自由边界模拟控制器，与所述自由边界模拟控制器连接的位移传感器、压力传感器、气路控制台、阻尼器，所述位移传感器，设置于托举被试产品的气囊支承附近，所述气路控制台，内部设置一条供气主路和多条供气支路，供气主路与其原连接，供气支路与气囊或附加气室连接，在供气支路上集成气路开关控制、气路比例控制阀门；所述压力传感器，设置于气囊支承的供气管路上或附加气室上；所述阻尼器安装于产品失稳晃动时，摆动速度较大的位置，阻尼器一端与固定支架铰接，另一端与产品转接工装铰接。

进一步地，所述自由边界模拟控制器与外部供电连接。

进一步地，所述自由边界模拟控制器与输入输出设备连接。

进一步地，所述输入设备包括键盘、鼠标，输出设备包括显示器。

进一步地，所述自由边界模拟控制器包括实时处理器、电源转换模块、急停按键和接口，所述自由边界模拟控制器通过接口与外部连接。

进一步地，所述实时处理器通过电源转换模块与外部电源连接，电源转换模块将外部220VAC转换为直流电压用于实时处理器和气台测控接口供电。

进一步地，所述急停按键串入气路控制台直流供电回路，急停按键按下后，切断向气台测控接口的供电，气路控制台失去供电，气囊内压力气体将立即排出。

本发明还公开了一种气囊支承自由边界模拟控制系统控制方法，包括如下步骤：

S1、预充压过程：启动闭环A，充压目标为产品临界浮起压力；

S2、预充压结束：位移传感器反馈值清零，并开启阻尼器，使阻尼器产生阻尼效果；

S3、过充压转位移控制：结束闭环A，将闭环A最后一时刻计算值传递至中间变量，启动闭环B，将中间变量值与闭环B输出值求和作为当前控制输出值；

S4、被试产品位置保持，模态试验过程：待被试产品浮起至预定高度后，关闭阻尼器，使阻尼器不产生阻尼效果或仅产生小到可以忽略的阻尼效果；开启控制器中的滤波功能；