一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台制造技术

一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，包括PC机（1），其特征在于：所述PC机（1）与接口处理器板卡（2）相连接，接口处理器板卡（2）的输出端与隔离电路（3）相连接，隔离电路（3）经驱动电路（4）与电机（5）相连接，电机（5）通过联轴器与磁流变阻尼器（6）相连接，电机（5）上设置有速度位置传感器（7），磁流变阻尼器（6）上设置有扭矩传感器（8），本实用新型专利技术建立了以电机为控制对象的数学模型，实现软件系统设定控制器模型参数，并实时反馈控制对象信息，完成硬件在回路的自动控制实验，成本较低，实验可靠性和实验效率较高，实验教学的交互性和实践性更加，实验过程简洁直观。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验平台，尤其涉及一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，属于试验装置

技术介绍
自动控制原理是许多院校自动化及机电类专业的一门专业基础课，国内的自动控制试验箱、示波器、信号源等一起模拟实验，这种该方法可靠性差，测量误差大，实验效率低，无法实现复杂的功能。国外通过便携或专业的虚拟平台，引入真实信号，通过实际应用来阐述理论，根据不同的教学方案提出了不同的配置，增加交互性和实践性，实现学生在工程思想和创新动手实践方面的提升，但同类设备造价普遍很高，不利于推广运用。中国专利授权公告为：CN201984672U，公告日为：2011年9月21日的技术专利公开了一种开放式自动控制综合设计实验系统，包括有模拟实验装置、数据传送模块和计算机，模拟实验装置为开放式箱式结构，其最外层为箱体，内层为核心电路板，该核心电路板上排列有若干典型环节的电路模块，该环节电路模块采用集成电路芯片且均设有输入输出端，其能够相互自由组合以构造出各种控制系统，该模拟实验装置的最前层为透明的展示面板，计算机储存有综合分析设计软件，数据传送模块分别与模拟实验装置和计算机连接，其由数据采集卡和输入输出数据接口板组成。该装置采用传统的模拟硬件模块配合电机与温度控制模块来实现自动控制实验，该实验装置集成度高，但是仍然采用纯硬件控制的方法，成本高昂，可靠性差，实验效率低。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的自动控制原理教学实验装置结构复杂，成本较高，实验可靠性和实验效率较低，实验过程不直观的缺陷和不足，现提供一种结构紧凑，成本较低，实验可靠性和实验效率较高，实验过程简洁直观的一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台。为实现上述目的，本技术的技术解决方案是：一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，包括PC机，所述PC机与接口处理器板卡相连接，接口处理器板卡的输出端与隔离电路相连接，隔离电路经驱动电路与电机相连接，电机的输出轴通过联轴器与磁流变阻尼器相连接，电机上设置的速度位置传感器与接口处理器板卡的一个输入端相连接，磁流变阻尼器上设置的扭矩传感器与接口处理器板卡的另一个输入端相连接。所述接口处理器板卡包括DSP、时钟电路、复位电路以及存储电路。所述接口处理器板卡设置在处理器板卡箱体的内部，接口处理器板卡通过串行总线与PC机相连接。所述接口处理器板卡的输出端连接有数字电流源，数字电流源与磁流变阻尼器相连接，数字电流源的内部设置有降压斩波电路。所述驱动电路包括四路场效应管构成的桥电路。本技术的有益效果是：1、本技术建立了以电机为控制对象的数学模型，实现软件系统设定控制器模型参数，如输入响应，阻尼因子，硬件平台完成控制，并实时反馈控制对象信息，完成硬件在回路的自动控制实验。2、本技术结构紧凑，成本较低，实验可靠性和实验效率较高，实验教学的交互性和实践性更加，实验过程简洁直观，非常适合作为半实物自动控制原理实验平台。附图说明图1是本技术的系统结构示意图。图2是本技术的安装示意图。图3是本技术的的控制环路图。图中：PC机1，接口处理器板卡2，隔离电路3，驱动电路4，电机5，磁流变阻尼器6，速度位置传感器7，扭矩传感器8，数字电流源9，处理器板卡箱体10。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。参见图1至图3，本技术的一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，包括PC机1，其特征在于：所述PC机1与接口处理器板卡2相连接，接口处理器板卡2的输出端与隔离电路3相连接，隔离电路3经驱动电路4与电机5相连接，电机5的输出轴通过联轴器与磁流变阻尼器6相连接，电机5上设置的速度位置传感器7与接口处理器板卡2的一个输入端相连接，磁流变阻尼器6上设置的扭矩传感器8与接口处理器板卡2的另一个输入端相连接。所述接口处理器板卡2包括DSP、时钟电路、复位电路以及存储电路。所述接口处理器板卡2设置在处理器板卡箱体10的内部，接口处理器板卡2通过串行总线与PC机1相连接。所述接口处理器板卡2的输出端连接有数字电流源9，数字电流源9与磁流变阻尼器6相连接，数字电流源9的内部设置有降压斩波电路。所述驱动电路4包括四路场效应管构成的桥电路。如附图1所示，处理器板卡箱体10的内部设置有接口处理器板卡2，接口处理器板卡2包括DSP、时钟电路、复位电路以及存储电路，接口处理器板卡2通过串行总线与PC机1相连接。PC机1上安装有实验软件，主要功能为：一、实现与接口处理器板卡的通讯；二、包含多个自动控制原理实验子模块；三、实验数据库管理。接口处理器板卡2的输出端与隔离电路3相连接，隔离电路3包括高速光耦、隔离电源。隔离电路3经驱动电路4与电机5相连接，驱动电路4包括四路场效应管构成的桥电路，电机5的输出轴通过联轴器与磁流变阻尼器6相连接。磁流变阻尼器6是一种半主动控制阻尼器，通过对外加磁场强度的控制，即通过可控电流源，可在毫秒级时间内改变液体的流变特性，使其由液态变为半固态，从而实现对阻尼器特性的主动控制，其阻尼力在一定范围为内随控制电流与速度(即位移的微分)呈线性关系，即其阻尼系数在一定范围内随电流线性改变。电机5上设置的速度位置传感器7与接口处理器板卡2的一个输入端相连接，磁流变阻尼器6上设置的扭矩传感器8与接口处理器板卡2的另一个输入端相连接。接口处理器板卡2的输出端连接有数字电流源9，数字电流源9与磁流变阻尼器6相连接，数字电流源9的内部设置有降压斩波电路。本技术的工作原理如下：在实验软件中建立电机控制模型，电机5为控制对象，磁流变阻尼器6为系统负载，速度位置传感器7、扭矩传感器8为检测环节。通过接口处理器板卡2进行通讯、转换信号，实现软件设定模型参数、输入响应、阻尼因子等参数，在软件系统中设定目标，硬件平台执行命令和完成控制，并实时反馈控制对象的速度、位置、扭矩等物理信息，实现硬件在环路的电机闭环运动控制，这样就形成了一种简洁、直观、高效的半实物自动控制原理实验平台。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，包括PC机（1），其特征在于：所述PC机（1）与接口处理器板卡（2）相连接，接口处理器板卡（2）的输出端与隔离电路（3）相连接，隔离电路（3）经驱动电路（4）与电机（5）相连接，电机（5）的输出轴通过联轴器与磁流变阻尼器（6）相连接，电机（5）上设置的速度位置传感器（7）与接口处理器板卡（2）的一个输入端相连接，磁流变阻尼器（6）上设置的扭矩传感器（8）与接口处理器板卡（2）的另一个输入端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，包括PC机（1），其特征在于：所述PC机（1）与接口处理器板卡（2）相连接，接口处理器板卡（2）的输出端与隔离电路（3）相连接，隔离电路（3）经驱动电路（4）与电机（5）相连接，电机（5）的输出轴通过联轴器与磁流变阻尼器（6）相连接，电机（5）上设置的速度位置传感器（7）与接口处理器板卡（2）的一个输入端相连接，磁流变阻尼器（6）上设置的扭矩传感器（8）与接口处理器板卡（2）的另一个输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变阻尼器的半实物实验平台，其特征在于：所述接口处理器板卡（2）包括DSP、时钟电路、复位电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华中，向云，张帆，赵云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42