一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，涉及一种自动控制系统，该智能控制系统包括控制中心模块及分别与控制中心模块相连的附属模块、与上位机接口模块、信息输入显示模块、测距模块、声压测试及声学反演计算模块、整个装置水平调整驱动模块、传声器阵列竖向运动驱动模块、传声器阵列旋转运动驱动模块、传声器阵列横向运动驱动模块、传声器阵列纵向运动驱动模块、传声器阵列校正运动驱动模块、传感器信号输入模块，通过该控制系统，可以自动调整测试与反演装置，自动进行测试装置的坐标定位，自动测试声压，自动计算声压及反演声场，本实用新型专利技术具有测试速度快，计算数据精度高的，省力省时的优点。

An intelligent control system of a small-scale holographic measurement and inversion device for free sound field

【技术实现步骤摘要】
一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统
本技术涉及一种智能控制系统，特别是自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统。
技术介绍
近场声全息技术是近年来声学研究的热点，通过近场声全息技术(NAH)，可以较精确地进行声源识别和定位，运用这种技术可以实现近场声场重建与可视化，因此，NAH技术的研究对于抑制噪声污染具有非常重大的现实意义，NAH技术的关键是如何测得全息面上的复声压分布及如何利用全息面上复声压对声场进行声学反演，而现有的测试装置及反演装置都比较笨重，调试安装都非常麻烦，工作量非常大，需要大量的人力与物力，而且测试结果一般不能现场完成，反演计算需要回到实验室进行处理，这样对于NAH的技术的应用是一个较大阻碍，因此需要一种小型，轻量化的新型声全息测试及反演的新装置，该装置在相应的智能控制系统控制下，能自动调试，自动校正，自动测试，现场自动计算反演结果，以减少大量的人力与物力，减轻人们的劳动强度，同时特别能适合大型复杂自由稳定声场的现场作业。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的的缺陷提供一种高精度、高可靠的自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，这种智能控制系统能智能控制一种自由声场小型声全息测量及反演装置，能使该装置自动调试，自动校正，自动测试，现场自动计算反演结果，以减少大量的人力与物力，减轻人们的劳动强度，同时该控制系统中数据测量采用新的校正与计算方法，大大提高了测量数据的精度，另外该控制系统利用了FPGA技术的并行性，在声学测量及反演算法上采用了多种并行处理技术，使计算速度大大加快，从而可以现场得到计算结果，所以别能适合现场作业。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统所控制的自由声场小型声全息测量及反演装置包括整个装置支撑调整机构I、传声器阵列纵向运动控制机构II、传声器阵列旋转运动控制机构III，传声器阵列竖向运动控制机构IV、传声器阵列横向运动控制机构V、传声器较正控制机构VI、虚拟球设置参考位置定位测量柱VII；该智能控制系统包括控制中心模块及分别与控制中心模块相连的附属模块、与上位机接口模块、信息输入显示模块、测距模块、声压测试及声学反演计算模块、整个装置水平调整驱动模块、传声器阵列竖向运动驱动模块、传声器阵列旋转运动驱动模块、传声器阵列横向运动驱动模块、传声器阵列纵向运动驱动模块、传声器阵列校正运动驱动模块、传感器信号输入模块；所述的控制中心模块包括数字信号处理芯片DSP28335，以及分别与DSP28335相连的晶振电路、电源电路、看门狗电路、数据交换有线、无线接口电路IA、数据交换有线、无线接口电路IIA，数据交换有线、无线接口电路IA还与声压测试及声学反演计算模块相连，数据交换有线、无线接口电路IIA还与信息输入显示模块相连；所述附属模块包括与DSP28335相连的整个系统电源控制的遥控无线发射、接收信号电路；所述与上位机接口模块包括与DSP28335相连的与上位机交换信息电路，测距模块包括分别与DSP28335相连的测距激光发射、接收电路；所述的传感器信号输入模块包括水平位置传感器K1、K2接收电路。本技术更进一步的技术方案：所述整个装置水平调整驱动模块包括分别与DSP28335相连的第一丝杆电机M1驱动电路、第二丝杆电机M2驱动电路、第三丝杆电机M3驱动电路，与第一丝杆电机M1驱动电路相连的第一丝杆电机M1，与第二丝杆电机M2驱动电路相连的第二丝杆电机M2，与第三丝杆电机M3驱动电路相连的第三丝杆电机M3，第一丝杆电机M1，通过其丝杆轴与底座板上对应的螺孔相连，第二丝杆电机M2通过其丝杆轴与底座板上对应的螺孔相连，第三丝杆电机M3通过其丝杆轴与底座板上对应的螺孔相连；所述的传声器阵列竖向运动驱动模块包括第五步进电机D5驱动电路、第六步进电机D6驱动电路，与第五步进电机D5驱动电路相连的第五步进电机D5，第五步进电机D5与齿轮副IV其中一个齿轮相连，通过齿轮副IV带动丝杆III运动，与第六步进电机D6驱动电路相连的第六步进电机D6，第六步进电机D6与齿轮副V其中一个齿轮相连，通过齿轮副V带动丝杆IV运动；所述的传声器阵列旋转运动驱动模块包括第一步进电机D1驱动电路、第二步进电机D2驱动电路，与第一步进电机D1驱动电路相连的第一步进电机D1，第一步进电机D1通过轴与异形齿轮副I其中一个齿轮相连，与第二步进电机D2驱动电路相连的第二步进电机D2，第二步进电机D2通过轴与异形齿轮副I另一个齿轮相连。本技术更进一步的技术方案：所述的传声器阵列横向运动驱动模块包括第七步进电机D7驱动电路、第八步进电机D8驱动电路，与第七步进电机D7驱动电路相连的第七步进电机D7，第七步进电机D7(2003)通过轴与齿轮W1相连，齿轮W1通过凹口I与齿轮杆I相啮合，与第八步进电机D8驱动电路相连的第八步进电机D8，第八步进电机D8通过轴与齿轮W2相连，齿轮W2(2104)通过凹口II与齿轮杆II相连；所述的传声器纵向运动驱动模块包括第三步进电机D3驱动电路、第四步进电机D4驱动电路，与第三步进电机D3驱动电路相连的第三步进电机D3，第三步进电机D3与齿轮副II其中一个齿轮相连，通过齿轮副II带动丝杆I运动，与第四步进电机D4驱动电路相连的第四步进电机D4，第四步进电机D4与齿轮副III其中一个齿轮相连，通过齿轮副III带动丝杆II运动；所述的传声器阵列校正运动驱动模块包括第九步进电机D9驱动电路、第十步进电机D10驱动电路，与第九步进电机D9驱动电路相连的第九步进电机D9，第九步进电机D9通过其丝杆与连接件L1相连，与第十步进电机D10驱动电路相连的第十步进电机D10，第十步进电机D10通过其丝杆与连接件L2相连。本技术更进一步的技术方案：所述的声压测试及声学反演计算模包括声压测试及声学反演计算模块主控制单元、高速多支路电子选择开关M1、信号驱动通道I、信号驱动通道II、高速多支路电子选择开关M2、互易声学换能器单元I、互易声学换能器单元II、标定传声器单元、高速多支路电子选择开关M3、标定数据测试通道、多支路待测传声器单元、多支路数据测试通道，高速多支路电子选择开关M1的输入与声压测试及声学反演计算模块主控制单元的内部DDS单元的输出相连，高速多支路电子选择开关M1的输出分别与信号驱动通道I、信号驱动通道II的输入相连，信号驱动通道I、信号驱动通道II的输出分别与高速多支路电子选择开关M2相连，高速多支路电子选择开关M2的输出分别互易声学换能器单元I、互易声学换能器单元II、高速多支路电子选择开关M1、标定数据测试通道、多支路数据测试通道的输入相连，标定传声器单元、互易声学换能单元II、多支路待测传声器单元的输出与高速多支路电子选择开关M3输入相连，高速多支路电子选择开关M3的输出与标定数据测试通道、多支路数据测试通道的输入相连，标定数据测试通道的输出与声压测试及声学反演计算模主控制单元的输入相连，多支路数据测试通道的输出与声压测试及声学反演计算模主控制单元相连；所述的声压测试及声学反演主控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，其特征在于该智能控制系统所控制的自由声场小型声全息测量及反演装置包括整个装置支撑调整机构I、传声器阵列纵向运动控制机构II、传声器阵列旋转运动控制机构III，传声器阵列竖向运动控制机构IV、传声器阵列横向运动控制机构V、传声器较正控制机构VI、虚拟球设置参考位置定位测量柱VII；该智能控制系统包括控制中心模块(70)及分别与控制中心模块相连的附属模块(71)、与上位机接口模块(72)、信息输入显示模块(73)、测距模块(74)、声压测试及声学反演计算模块(75)、整个装置水平调整驱动模块(76)、传声器阵列竖向运动驱动模块(77)、传声器阵列旋转运动驱动模块(78)、传声器阵列横向运动驱动模块(79)、传声器阵列纵向运动驱动模块(80)、传声器阵列校正运动驱动模块(81)、传感器信号输入模块(82)；所述的控制中心模块(70)包括数字信号处理芯片DSP28335，以及分别与DSP28335相连的晶振电路、电源电路、看门狗电路、数据交换有线、无线接口电路I

【技术特征摘要】
1.一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，其特征在于该智能控制系统所控制的自由声场小型声全息测量及反演装置包括整个装置支撑调整机构I、传声器阵列纵向运动控制机构II、传声器阵列旋转运动控制机构III，传声器阵列竖向运动控制机构IV、传声器阵列横向运动控制机构V、传声器较正控制机构VI、虚拟球设置参考位置定位测量柱VII；该智能控制系统包括控制中心模块(70)及分别与控制中心模块相连的附属模块(71)、与上位机接口模块(72)、信息输入显示模块(73)、测距模块(74)、声压测试及声学反演计算模块(75)、整个装置水平调整驱动模块(76)、传声器阵列竖向运动驱动模块(77)、传声器阵列旋转运动驱动模块(78)、传声器阵列横向运动驱动模块(79)、传声器阵列纵向运动驱动模块(80)、传声器阵列校正运动驱动模块(81)、传感器信号输入模块(82)；所述的控制中心模块(70)包括数字信号处理芯片DSP28335，以及分别与DSP28335相连的晶振电路、电源电路、看门狗电路、数据交换有线、无线接口电路IA、数据交换有线、无线接口电路IIA，数据交换有线、无线接口电路IA还与声压测试及声学反演计算模块(75)相连，数据交换有线、无线接口电路IIA还与信息输入显示模块(73)相连；所述附属模块(71)包括与DSP28335相连的整个系统电源控制遥控无线发射、接收信号电路；所述与上位机接口模块(72)包括与DSP28335相连的与上位机交换信息电路，测距模块(74)包括分别与DSP28335相连的测距激光发射、接收电路；所述的传感器信号输入模块(82)包括水平位置传感器K1、K2接收电路。


2.如权利要求1所述的一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，其特征在于，所述整个装置水平调整驱动模块(76)包括分别与DSP28335相连的第一丝杆电机M1驱动电路、第二丝杆电机M2驱动电路、第三丝杆电机M3驱动电路，与第一丝杆电机M1驱动电路相连的第一丝杆电机M1(1002)，与第二丝杆电机M2驱动电路相连的第二丝杆电机M2(2002)，与第三丝杆电机M3驱动电路相连的第三丝杆电机M3(3002)，第一丝杆电机M1(1002)，通过其丝杆轴与底座板(4)上对应的螺孔相连，第二丝杆电机M2(2002)通过其丝杆轴与底座板(4)上对应的螺孔相连，第三丝杆电机M3(3002)通过其丝杆轴与底座板(4)上对应的螺孔相连；所述的传声器阵列竖向运动驱动模块(77)包括第五步进电机D5驱动电路、第六步进电机D6驱动电路，与第五步进电机D5驱动电路相连的第五步进电机D5(1804)，第五步进电机D5(1804)与齿轮副IV(1803)其中一个齿轮相连，通过齿轮副IV(1803)带动丝杆III(1805)运动，与第六步进电机D6驱动电路相连的第六步进电机D6，第六步进电机D6(1904)与齿轮副V(1903)其中一个齿轮相连，通过齿轮副V(1903)带动丝杆IV(1905)运动；所述的传声器阵列旋转运动驱动模块(78)包括第一步进电机D1驱动电路、第二步进电机D2驱动电路，与第一步进电机D1驱动电路相连的第一步进电机D1(14)，第一步进电机D1(14)通过轴与异形齿轮副I(13)其中一个齿轮相连，与第二步进电机D2驱动电路相连的第二步进电机D2(15)，第二步进电机D2(15)通过轴与异形齿轮副I(13)另一个齿轮相连。


3.如权利要求1所述的一种自由声场小型声全息测量及反演装置智能控制系统，其特征在于，所述的传声器阵列横向运动驱动模块(79)包括第七步进电机D7驱动电路、第八步进电机D8驱动电路，与第七步进电机D7驱动电路相连的第七步进电机D7(2003)，第七步进电机D7(2003)通过轴与齿轮W1(2004)相连，齿轮W1(2004)通过凹口I(2006)与齿轮杆I(2007)相啮合，与第八步进电机D8驱动电路相连的第八步进电机D8(2103)，第八步进电机D8(2103)通过轴与齿轮W2(2104)相连，齿轮W2(2104)通过凹口II(2106)与齿轮杆II(2107)相连；所述的传声器纵向运动驱动模块(80)包括第三步进电机D3驱动电路、第四步进电机D4驱动电路，与第三步进电机D3驱动电路相连的第三步进电机D3(1604)，第三步进电机D3(1604)与齿轮副II(1603)其中一个齿轮相连，通过齿轮副II(1603)带动丝杆I(1605)运动，与第四步进电机D4驱动电路相连的第四步进电机D4(1704)，第四步进电机D4(1704)与齿轮副III(1703)其中一个齿轮相连，通过齿轮副III(1703)带动丝杆II(1705)运动；所述的传声器阵列校正运动驱动模块(81)包括第九步进...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍松，毛宇河，伍炜，
申请(专利权)人：柳州市展虹科技有限公司，广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45