柔性圆环板振动检测控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种柔性圆环板振动检测控制装置，所述装置包括柔性圆环板、振动控制机构、振动检测机构和控制组件，所述柔性圆环板垂直于水平面；所述振动控制机构用于驱动柔性圆环板产生振动和/或抑制柔性圆环板的振动；所述振动检测机构包括激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器，所述激光位移传感器的激光测头对准柔性圆环板正面的圆周上，所述加速度传感器和压电传感器设置在柔性圆环板上；所述控制组件分别与振动控制机构、激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器连接。本实用新型专利技术可以实现对柔性圆环板及类似结构的稳定、快速、高精度的振动检测与控制。

【技术实现步骤摘要】
柔性圆环板振动检测控制装置
本技术涉及一种振动检测控制装置，尤其是一种柔性圆环板振动检测控制装置，属于柔性结构的振动检测与控制领域。
技术介绍
圆环板结构在工程领域中使用广泛，而柔性结构可以增加有效载荷的重量，提高运载效率，并且在一定的弯曲扭转范围内不会发生破坏，二者的结合的优势使得柔性圆环板在飞机、太空舱、军事等领域均有应用，但由于结构大、刚性小且经常承受动载荷或受到外界干扰，会产生连续的多模态振动，起主要作用的低频大幅值振动需要较长时间才能稳定下来，这对于仪器的使用以及结构本身来说非常不利，因此，需要加入抑制器，对结构的振动进行主动抑制。实际工程中的大型柔性板往往尺寸较大，不易被压电片、激振力锤激励起全面振动，无法模拟实际工作情况，也很难产生足够的力来抑制整个柔性板的振动。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种柔性圆环板振动检测控制装置，该装置可以实现对柔性圆环板及类似结构的稳定、快速、高精度的振动检测与控制。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：柔性圆环板振动检测控制装置，包括柔性圆环板、振动控制机构、振动检测机构和控制组件，所述柔性圆环板垂直于水平面；所述振动控制机构用于驱动柔性圆环板产生振动和/或抑制柔性圆环板的振动；所述振动检测机构包括激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器，所述激光位移传感器的激光测头对准柔性圆环板正面的圆周上，所述加速度传感器和压电传感器设置在柔性圆环板上；所述控制组件分别与振动控制机构、激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器连接。进一步的，所述振动控制机构包括两个第一惯性驱动器、两个第二惯性驱动器和信号处理模块，所述两个第一惯性驱动器左右对称安装在柔性圆环板的正面，两个第二惯性驱动器上下对称安装在柔性圆环板的正面，所述第一惯性驱动器与信号处理模块连接，所述第二惯性驱动器与控制组件连接。进一步的，所述信号处理模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器、功率放大器和第一惯性驱动器依次连接。进一步的，所述加速度传感器包括两个第一加速度传感器和两个第二加速度传感器，两个第一加速度传感器左右对称安装在柔性圆环板的正面，并靠近柔性圆环板的外边界，两个第二加速度传感器分别安装在两个第一惯性驱动器上。进一步的，所述压电传感器有多个，多个压电传感器对称粘贴在柔性圆环板的正反面，并靠近柔性圆环板的内边界。进一步的，所述控制组件包括计算机、A/D采集卡、压电放大器、调理电路、D/A转换卡和放大器；所述计算机通过A/D采集卡分别与激光位移传感器、压电放大器、调理电路连接，并依次通过D/A转换卡、放大器与振动控制机构连接，所述压电放大器与压电传感器连接，所述调理电路与加速度传感器连接。进一步的，所述装置还包括支撑平台，所述柔性圆环板通过立柱固定在支撑平台上。进一步的，所述装置还包括工作平台，所述激光位移传感器的激光测头设置在工作平台上。进一步的，所述激光位移传感器的激光测头固定在端面连接板上，所述端面连接板与工作平台的竖向支撑杆滑动连接。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术将激光位移传感器的激光测头对准柔性圆环板正面的圆周上，并将加速度传感器和压电传感器设置在柔性圆环板上，结合激光位移传感器非接触测量、加速度传感器测量频带宽以及压电传感器灵敏度高的优点，实现多点多方式测量，使测量结果更精确、快速，以实现对柔性圆环板及类似结构的稳定、快速、高精度的振动检测与控制。2、本技术的振动控制机构采用左右对称设置的惯性驱动器来驱动柔性圆环板，可激起柔性圆环板的多模态振动，并采用上下对称设置的惯性驱动器抑制柔性圆环板结构，惯性驱动器的驱动力大，功耗低，并对柔性圆环板均采用侧向安装方式，使得重力不会对结构横向振动产生影响。3、本技术充分考虑了传感器以及作动器的优化配置，可以将激光位移传感器测量位置对准柔性圆环板的二阶模态振动位移最大处，将加速度传感器测量位置对准圆环板的一阶模态振动位移最大处，以及将压电传感器安装于应变最大处，使测量信噪比较高。4、本技术不仅可进行柔性圆环板结构振动的检测与控制，还可进行模态试验，比较输入输出信号的相位关系，得到柔性圆环板的模态频率。附图说明图1为本技术实施例1的柔性圆环板振动检测控制装置总体结构示意图。图2为本技术实施例1的柔性圆环板振动检测控制装置的主视图。图3为本技术实施例1的柔性圆环板振动检测控制装置的左视图。图4为本技术实施例1的第二加速度传感器安装在第一惯性驱动器上的示意图。图5为本技术实施例1的柔性圆环板振动检测控制方法的流程图。图6为本技术实施例1的柔性圆环板一阶模态图。图7为本技术实施例1的柔性圆环板二阶模态图。其中，1-柔性圆环板，2-法兰夹紧部件，3-连接板，4-立柱，5-支撑平台，501-第一竖向支撑杆，502-第一横向支撑杆，503-基板，6-第一惯性驱动器，7-第二惯性驱动器，8-信号发生器，9-功率放大器，10-激光位移传感器，11-第一加速度传感器，12-第二加速度传感器，13-压电传感器，14-工作平台，1401-第二竖向支撑杆，1402-第一层板，1403-第二层板，1404-第三层板，15-端面连接板，16-计算机，17-A/D采集卡，18-压电放大器，19-调理电路，20-D/A转换卡，21-放大器。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：近年来出现的惯性驱动器能够很好地驱动或抑制柔性板的振动。该惯性驱动器的工作原理是，当电磁作动器收到信号时，驱动质量块的振动，由质量块加速度产生的惯性力来驱动或抑制柔性板的振动。该惯性驱动器具有体积小，驱动力大，低功耗，工作频带宽、容易在各种结构表面安装等优点。激光位移传感器精度高、响应快，且非接触式测量，但易受外界影响，存在高频干扰。加速度传感器工作频带宽，易安装，但存在负载效应。压电传感器响应快，灵敏度高，对小幅值振动检测具有优势。将三者结合使用，得到多点多方式的测量信息，可实现精确有效快速的振动检测，进而通过惯性驱动器进行抑制。如图1～图3所示，本实施例提供了一种柔性圆环板振动检测控制装置，该装置包括柔性圆环板1、振动控制机构、振动检测机构和控制组件，图1中的虚线指示了各个设备之间的连线关系，方向箭头表明了检测信号流的传递方向，图3中的虚线表示激光位移传感器的激光测头方向。所述柔性圆环板1垂直于水平面，其通过法兰夹紧部件2夹紧，法兰夹紧部件2另一端具有连接板3，该连接板3与立柱4固定连接。优选地，为了更好地支撑柔性圆环板1，本实施例的柔性圆环板振动检测控制装置还包括支撑平台5，该支撑平台5包括四根第一竖向支撑杆501、八根第一横向支撑杆502和基板503，四根第一竖向支撑杆501的上端通过其中四根第一横向支撑杆502分别与基板503连接，四根第一竖向支撑杆501的中下部分别与另外四根第一横向支撑杆502连接；具体地，柔性圆环板1通过立柱4固定在基板503的上表面，侧向安装可以消除重力对振动方向的影响，柔性圆环板1距离支撑平台5一定间距，保证柔性圆环板1可自由振动，柔性圆环板1的内边界为夹紧端，而外边界为自由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.柔性圆环板振动检测控制装置，其特征在于：包括柔性圆环板、振动控制机构、振动检测机构和控制组件，所述柔性圆环板垂直于水平面；所述振动控制机构用于驱动柔性圆环板产生振动和/或抑制柔性圆环板的振动；所述振动检测机构包括激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器，所述激光位移传感器的激光测头对准柔性圆环板正面的圆周上，所述加速度传感器和压电传感器设置在柔性圆环板上；所述控制组件分别与振动控制机构、激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器连接。

【技术特征摘要】
1.柔性圆环板振动检测控制装置，其特征在于：包括柔性圆环板、振动控制机构、振动检测机构和控制组件，所述柔性圆环板垂直于水平面；所述振动控制机构用于驱动柔性圆环板产生振动和/或抑制柔性圆环板的振动；所述振动检测机构包括激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器，所述激光位移传感器的激光测头对准柔性圆环板正面的圆周上，所述加速度传感器和压电传感器设置在柔性圆环板上；所述控制组件分别与振动控制机构、激光位移传感器、加速度传感器和压电传感器连接。2.根据权利要求1所述的柔性圆环板振动检测控制装置，其特征在于：所述振动控制机构包括两个第一惯性驱动器、两个第二惯性驱动器和信号处理模块，所述两个第一惯性驱动器左右对称安装在柔性圆环板的正面，两个第二惯性驱动器上下对称安装在柔性圆环板的正面，所述第一惯性驱动器与信号处理模块连接，所述第二惯性驱动器与控制组件连接。3.根据权利要求2所述的柔性圆环板振动检测控制装置，其特征在于：所述信号处理模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器、功率放大器和第一惯性驱动器依次连接。4.根据权利要求2所述的柔性圆环板振动检测控制装置，其特征在于：所述加速度传感器包括两个第一加速度传感器和两个第二加速度传感器，两个第一加速度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，张文政，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44