【技术实现步骤摘要】
多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置及方法
本专利技术涉及柔性结构的耦合振动控制领域,具体涉及一种多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置及方法。
技术介绍
在航天及工业生产领域,柔性结构的运用十分广泛,与刚性结构不同的是,柔性结构具有质量轻,能耗低,效率高、操作灵活的特点,但是柔性结构的固有频率较低,低频模态振动容易被激起,许多航天器的太阳能帆板均采用柔性悬臂板结构,柔性板结构具有弯曲和扭转的振动特性,近年来,多柔性板的弯曲和扭转耦合振动特性与主动控制成为当今世界研究的重点与热点课题。在航天器调整姿态的过程中,移动将会激发起太阳能帆板的振动,这将影响航天器的稳定性,因此对多弹簧连接双移动板弯曲和扭转耦合的振动特性进行研究具有重大的意义。直线滚动导轨具有定位精度高、可实现无间隙轻快地运动、高精度、高刚性、容许负荷大、效率高的优点,伺服电机有控制精度高、响应快、调速范围宽、动态特性好、操作简便、能定位伺服等优点,伺服电机驱动直线滚动导轨能够实现快速定位与运动。测量方法通常分为接触式测量与非接触式测量,接 ...
【技术保护点】
1.一种多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其特征在于,包括多弹簧连接双移动板本体部分、振动检测部分及驱动控制部分;/n所述多弹簧连接双移动板本体部分包括弹簧支架、随动平台、第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板,所述第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板平行设置,第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板的一端通过机械夹持装置固定在随动平台上,另一端为自由端,所述弹簧支架为两个,分别位于两块柔性悬臂板自由端的外侧,两块柔性悬臂板自由端的内侧通过柔性弹簧相互连接,两块柔性悬臂板的自由端通过弹簧分别与弹簧支架连接,所有弹簧处于相同的预紧状态,实现多弹簧连接的双板弯曲和扭转耦合;所述随动平台固定在 ...
【技术特征摘要】
1.一种多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其特征在于,包括多弹簧连接双移动板本体部分、振动检测部分及驱动控制部分;
所述多弹簧连接双移动板本体部分包括弹簧支架、随动平台、第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板,所述第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板平行设置,第一柔性悬臂板及第二柔性悬臂板的一端通过机械夹持装置固定在随动平台上,另一端为自由端,所述弹簧支架为两个,分别位于两块柔性悬臂板自由端的外侧,两块柔性悬臂板自由端的内侧通过柔性弹簧相互连接,两块柔性悬臂板的自由端通过弹簧分别与弹簧支架连接,所有弹簧处于相同的预紧状态,实现多弹簧连接的双板弯曲和扭转耦合;所述随动平台固定在滚动驱动导轨及滚动从动导轨的滑块上,随着滑块的移动而移动,滚动驱动导轨和滚动从动导轨通过同步带结构进行连接,所述滚动驱动导轨和滚动从动导轨平行设置在实验台底座上;
所述振动检测部分包括接触式检测单元及非接触式检测单元;
所述接触式检测单元包括压电陶瓷传感器和加速度传感器,所述压电陶瓷传感器及加速度传感器设置在柔性悬臂上,检测振动信号输入驱动控制部分;
所述非接触式检测单元包括激光位移传感器和双目视觉测量单元,所述激光位移传感器检测柔性悬臂板的振动信号,输入驱动控制部分;
所述双目视觉测量单元包括CCD相机和激光投影器,激光投影器投射激光点阵到柔性悬臂上,CCD相机采集图像,输入计算机。
所述驱动控制部分,用于接收振动检测部分的信号得到控制信号,驱动随动平台运动及抑制柔性悬臂板的振动。
2.根据权利要求1所述的多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其特征在于,所述驱动控制部分包括滚动导轨单元及压电驱动振动控制单元;
所述滚动导轨单元包括伺服电机、伺服电机驱动器、端子板、运动控制卡及计算机;所述伺服电机通过联轴器驱动滚动驱动导轨的转动,所述伺服电机与伺服电机驱动器连接,所述伺服电机驱动器与端子板连接,端子板与运动控制卡连接,运动控制卡与计算机连接,所述伺服电机自带的编码器将电机的转动信息反馈伺服电机驱动器,通过端子板传输运动控制卡,进一步输入计算机,计算机根据反馈信息得到控制量,经过运动控制卡、端子板及伺服电机驱动器驱动伺服电机的转动;
所述压电驱动振动控制单元包括压电放大电路及压电驱动器,所述压电驱动器粘贴在柔性悬臂板上,所述压电陶瓷传感器、加速度传感器、激光位移传感器及双目视觉测量单元测量的振动信号输入计算机,计算机得到控制信号经由运动控制卡及端子板,再经过压电放大信号输出到压电驱动器,用于抑制柔性悬臂板的振动。
3.根据权利要求1所述的多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其特征在于,所述加速度传感器包括两个,每个柔性悬臂板的自由端设置一个,且位于柔性悬臂板宽度方向的中线上。
4.根据权利要求1所述的多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其特征在于,所述压电驱动器包括16片压电陶瓷片,每个柔性悬臂板八片,粘贴在柔性悬臂板中线两侧,两面对称粘贴,每面两片,并联连接。
5.根据权利要求1所述的多弹簧连接双移动板弯曲扭转耦合振动控制装置,其...
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