[发明专利]嵌入式主动隔振采集控制系统

说明书

本发明提供一种嵌入式主动隔振采集控制系统，包括：第一低通滤波器、A/D转换器、FPGA、DSP、D/A转换器、第二低通滤波器和参考电压芯片；其中，第一低通滤波器用于对传感器采集的电压信号进行滤波放大后发送至A/D转换器；A/D转换器用于对传感器采集的电压信号进行模数转换后通过FPGA转送至DSP；DSP用于对传感器采集的电压信号进行处理、分析，并根据控制策略和作动器的工作特性解算出作动器的驱动控制量，通过FPGA将驱动控制量传输至D/A转换器；D/A转换器用于对驱动控制量进行数模转换传送至第二低通滤波器；第二低通滤波器与参考电压芯片用于对驱动控制量进行减法运算，输出至作动器，对其进行控制。本发明具有体积小、处理速度快、功耗低、可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及主动隔振技术领域，特别涉及一种嵌入式主动隔振采集控制系统。

背景技术

稳定的平台是精密测量设备工作的基础。车载测量平台受到载车发动机、发电机等振源设备影响而存在振动，振动直接传递给测量设备，从而影响设备测量精度。可以通过在车载平台与精密测量设备之间安装隔振装置，为测量设备提供相对稳定的测量环境，以保证测量设备的测量精度。

目前隔振方式主要有被动隔振和主动隔振两种方式。被动隔振又称无源隔振，是通过在平台与测量设备之间安装橡胶类材料、金属弹簧和空气弹簧等耗能和储能材料，来消耗或转移振动能量。被动隔振不需要借助外部能量。主动隔振又称有源隔振，是通过作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过能量转换，将电能转换为机械能，从而抵消部分振源能量的传递。

主动隔振系统具有在线性、快速性、稳定性和智能性等特点，它的适应性和可调节性大大超过了被动隔振系统。因此，主动隔振技术被认为是极具发展潜力的隔振技术，成为国内外振动工程界的研究热点。目前，主动隔振技术已经在航空航天、土木建筑、机械工程、交通运输等领域进行了成功的应用。

主动隔振系统核心部件主要包括传感器、作动器和采集控制系统。

传感器能够将平台振动信息转换为电平信息，按照测量方式分为接触式测量和非接触式测量两种。接触式测量主要是通过将振动测量传感器固定在被测物体表面或关键部位，通过压电转换的方式表征被测物体振动，非接触式测量主要通过光学测量的方式实现。

作动器是主动隔振系统的执行部件，目前成熟的作动器采用的工作原理主要有气压、液压、磁流变、磁致伸缩、电磁驱动、形状记忆合金等。

采集控制系统实现对传感器数据的采集和处理分析、控制算法实现、输出控制量驱动作动器。

当作动器和传感器型号选型完成后，隔振系统的总体性能则取决于采集控制系统的性能指标。采集控制系统的性能指标主要由系统的硬件组成和集成于硬件内部的软件性能决定。

采集控制系统要具备传感器信号调理、模数转换、数据采集、数据处理、运行控制算法、数模转换、驱动信号调理等功能，同时要求具有较高的实时处理能力。目前主动隔振系统的采集控制系统主要采用工业控制计算机实现各项功能。工业计算机具有较高的数据处理能力，但是，其体积大、便携性差、功耗高等突出问题影响其在某些特殊场合的应用。

发明内容

本发明旨在解决现有的采集控制系统集成度低、体积大、功耗高的问题，提供一种嵌入式主动隔振采集控制系统。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：