具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统及振动台技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统及振动台。具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统包括：控制机构，其与功率放大器连接；功率放大器，其与振动台动圈连接，并能够将控制机构提供的振动信号以及调节机构提供的动圈位置信号处理后输出至动圈的驱动线圈；位置传感器，其与控制机构连接；调节机构，其与功率放大器和位置传感器连接；所述功率放大器、控制机构以及振动台形成第一控制环，所述调节机构、功率放大器、振动台以及位置传感器形成第二控制环。本实用新型专利技术提供的控制系统，采用磁悬浮方式使动圈保持在有效行程中的任何位置，同时实现悬浮位置控制及力矩控制，同时避免了动圈附加系统对技术指标的影响。

Magnetic suspension control system and shaking table with position and torque control

The utility model discloses a vibrating table magnetic suspension control system and a vibration table with position and torque control. A vibrating table magnetic suspension control system with position and torque control consists of a control mechanism, a connection with a power amplifier, a power amplifier, a moving coil connected with a vibrating table, a vibration signal provided by a control mechanism and a driving coil at the moving coil position signal provided by the adjusting mechanism, and the driving coil that is then output to the moving coil; The sensor is connected with the control mechanism; the regulating mechanism is connected with the power amplifier and the position sensor; the power amplifier, the control mechanism and the vibration table form the first control ring, and the adjusting mechanism, the power amplifier, the vibrating table, and the position sensor form the second control ring. The control system provided by the utility model uses magnetic suspension to keep the moving coil in any position in the effective stroke, and realizes the suspension position control and torque control at the same time, and avoids the influence of the moving coil additional system on the technical index.

【技术实现步骤摘要】
具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统及振动台
本技术涉及一种新型电动振动台试验设备控制技术，特别涉及一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统及振动台，属于振动台

技术介绍
电动振动试验台(以下简称振动台)是一种可以产生及控制振动，并将能将该种振动加到试件(即待测产品或部件)上，对该试件进行振动模拟试验的设备。通过这样的振动试验可以评定一个产品的抗震性能，为考核该产品质量提供合理依据，因此，广泛用于航天、航海、船舶、汽车、电子、通讯、家电和仪器仪表等行业。振动台是利用电磁振动原理设计的，从振动台诞生以来到现在已有约百年历史，其组成部分一直没有大的变化，其结构主要由台体(磁缸、磁缸盖、铁芯、磁缸底)、励磁线圈、动圈、机械性悬挂支撑装置、导向装置、冷却装置及驱动电路等几部分组成；其中，动圈主要由工作台面及绕制在工作台面骨架上的驱动线圈构成；驱动电路主要由给定信号源和功率放大器构成，它们给驱动线圈提供电能。振动台工作时，励磁线圈中通入直流电流，则在台体的工作气隙中产生恒定磁场；支撑定位于工作气隙中的驱动线圈中通入驱动电路提供的交变电流，从而产生交变磁场，由于交变磁场与恒定磁场的相互作用，产生出一定的激振力，推动动圈围绕振动中心上下或左右来回振动。振动台在工作状态下，如何保持在有效行程中的任何位置以及实现不同力矩调节是十分重要的。目前振动台普遍采用空气弹簧或液压弹簧等结构，在运行的过程中，附加的这些装置会影响振动台的失真度，横向振动等技术指标。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统和电动振动台，以克服现有技术的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术提供了一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，包括：控制机构，其与功率放大器连接，并至少能够向功率放大器提供振动信号，功率放大器，其与振动台动圈连接，并能够将控制机构提供的振动信号以及调节机构提供的动圈位置信号处理后输出至动圈的驱动线圈，位置传感器，其与控制机构连接，并至少能够获得动圈位置信息，以及将获得的动圈位置信息反馈至控制机构，调节机构，其与功率放大器和位置传感器连接，并能够将位置传感器获得的动圈位置信号调节处理后反馈给功率放大器，所述功率放大器、振动台控制器以及振动台形成第一控制环，所述调节机构、功率放大器、振动台以及位置传感器形成第二控制环。进一步的，所述传感器与动圈非接触连接。进一步的，所述位置传感器设置于振动台台体上。进一步的，所述调节机构包括PID调节器。本技术还提供了一种电动振动台，包括所述的具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，所述振动台动圈的驱动线圈与磁浮控制源连接。与现有技术相比，本技术的优点包括：本技术提供的具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，采用磁悬浮方式使动圈保持在有效行程的任何位置，同时实现位置控制及力矩控制，同时避免了动圈附加系统对技术指标的影响。附图说明图1是本技术一典型实施案例中一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统的结构示意图；图2是本技术一典型实施案例中一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统的物理层控制框图；图3是本技术一典型实施案例中一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统的工作流程示意图；附图标记说明：1-控制器，2-功率放大器，3-动圈，4-位置传感器，5-PID调节器。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术提供了一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，包括：控制机构，其与功率放大器连接，并至少能够向功率放大器提供振动信号，功率放大器，其与振动台动圈连接，并能够将控制机构提供的振动信号以及调节机构提供的动圈位置信号处理后输出至动圈的驱动线圈，位置传感器，其与控制机构连接，并至少能够获得动圈位置信息，以及将获得的动圈位置信息反馈至控制机构，调节机构，其与功率放大器和位置传感器连接，并能够将位置传感器获得的动圈位置信号调节处理后反馈给功率放大器，所述功率放大器、振动台控制器以及振动台形成第一控制环，所述调节机构、功率放大器、振动台以及位置传感器形成第二控制环。进一步的，所述传感器与动圈非接触连接。进一步的，所述位置传感器设置于振动台台体上。进一步的，所述调节机构包括PID调节器。本技术还提供了一种电动振动台，包括所述的具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，所述振动台动圈的驱动线圈与磁浮控制源连接。如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。请参阅图1，一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，包括：控制器1、功率放大器2、位置传感器4以及PID调节器5，位置传感器4设置于振动台台体上，并能够获得动圈3的中心位置信息，控制器1、功率放大器2和位置传感器4依次连接形成第一控制环，PID调节器5、功率放大器2和位置传感器4依次连接形成第二控制环。请参阅图2，位置传感器检测获得振动台动圈的位置信息，并将获得的位置信息反馈给控制器以及PID调节器，位置传感器检测获得振动台动圈的位置信息及力矩信息，一方面经过PID调节器信号调理、滤波、解调处理后将获得的振动台动圈的位置信息输入功率放大器，功率放大器输出处理后的信号，从而调节输入振动台动圈驱动线圈内的磁浮电流的大小，来调节振动台动圈的位置及力矩；位置传感器检测获得振动台动圈的位置信息，另一方面反馈至控制器，控制器根据获得的振动台动圈的位置信息调节输入的振动信号，功率放大器将输入的振动信号处理后输出，从而调节输入振动台动圈驱动线圈内的磁浮电流的大小。其工作流程可以参阅图3所示。本技术采用磁悬浮控制技术，省去上述支撑弹簧结构，同时提供有效的位置控制及力矩控制，从而大幅度提高电磁振动台失真度，横向振动比，有效使用频率范围等技术指标，特别适合应用于计量校准用振动台。本技术将磁悬浮控制技术应用于振动台，实现了振动台在有效行程内的任意位置控制，且利用功率放大器实现振动台的力矩控制，完全取消了振动台的下支撑附加系统，依靠磁悬浮进行悬浮支撑。与现有技术相比，本技术提供的具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，采用磁悬浮方式使动圈保持在有效行程内的任何位置，同时实现位置控制与力矩控制，同时避免了动圈附加系统对技术指标的影响。应当理解，上述实施例仅为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡根据本技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，其特征在于包括：控制机构，其与功率放大器连接，并至少能够向功率放大器提供振动信号，功率放大器，其与振动台动圈连接，并能够将控制机构提供的振动信号以及调节机构提供的动圈位置信号处理后输出至动圈的驱动线圈，位置传感器，其与控制机构连接，并至少能够获得动圈位置信息，以及将获得的动圈位置信息反馈至控制机构，调节机构，其与功率放大器和位置传感器连接，并能够将位置传感器获得的动圈位置信号调节处理后反馈给功率放大器，所述功率放大器、控制机构以及振动台形成第一控制环，所述调节机构、功率放大器、振动台以及位置传感器形成第二控制环。

【技术特征摘要】
1.一种具有位置、力矩控制的振动台磁悬浮控制系统，其特征在于包括：控制机构，其与功率放大器连接，并至少能够向功率放大器提供振动信号，功率放大器，其与振动台动圈连接，并能够将控制机构提供的振动信号以及调节机构提供的动圈位置信号处理后输出至动圈的驱动线圈，位置传感器，其与控制机构连接，并至少能够获得动圈位置信息，以及将获得的动圈位置信息反馈至控制机构，调节机构，其与功率放大器和位置传感器连接，并能够将位置传感器获得的动圈位置信号调节处理后反馈给功率放大器，所述功率放大器、控制机构以及振动台形成第一控制环，所述调节机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一鹏，陈俊，陈蜀光，
申请(专利权)人：脉创测控装备科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32