本发明专利技术公开一种带气压补偿控制的电动振动台振动中心控制器，包括静态控制器和动态控制器，其特征在于该控制器还包括一气压补偿控制电路，该电路通过气压传感器检测动圈支撑气囊或气室中的气压并输出反映气压大小的电压信号，通过一滤波电路滤除交流信号后分为两路：一路经过电压锁存电路，另一路经过反相电路，两路信号通过叠加电路叠加后经补偿控制开关输入到静态控制器。本发明专利技术的有益效果在于：通过设置气压补偿控制电路，解决了动态控制器与静态控制器之间的冲突，增强了系统的安全性和可靠性；本发明专利技术结构简单，工作可靠，控制精度高；本发明专利技术中电压锁存电路结构简单，精度高。
Vibration center controller of electric vibration table with air pressure compensation control
The invention discloses a vibration center of electric vibration table controller with pressure compensation control, including static and dynamic controller controller, which is characterized in that the controller also comprises a pressure compensation control circuit, the circuit through the pressure detection bag or moving coil support pressure sensor and the output voltage signal reflects the magnitude of the pressure, through a filter circuit to filter the AC signal is divided into two branches: the way through the voltage latch circuit via a phase inverting circuit signals by superimposing circuit superposition after compensation control input to the static switch controller. The invention has the advantages that: by setting the pressure compensation control circuit, solved the conflict between the dynamic controller and the static controller, to enhance the safety and reliability of the system; the invention has the advantages of simple structure, reliable operation, high precision control; voltage latch circuit of the invention has the advantages of simple structure, high precision.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及力学环境试验设备，具体涉及一种带气压补偿控制的电动振动 台振动中心控制器。
技术介绍
电动振动试验台(以下简称振动台)是一种对试件进行振动模拟试验的试 验设备。通过振动试验可以评定一个产品的抗震性能，为考核该产品的质量与 设计提供合理的依据。因此，电动振动试验台被广泛应用于航空、航天、航海、 船舶、汽车、电子、通讯、家电和仪器仪表等行业。电动振动试验台是利用电磁振动原理设计的，其结构主要由台体(磁缸、 磁缸盖、中心磁极和磁缸底)、励磁线圈、动圈、支撑与导向装置、冷却装置以 及驱动电路等几部分组成。其中动圈主要由工作台面与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(通常为控制仪)和功率放大器 构成，驱动电路给驱动线圈提供电能。振动台工作时，向励磁线圈中注入直流 电流，在台体的工作气隙中会产生一个恒定的磁场，向位于工作气隙中的驱动 线圈注入交变电流。根据电磁感应定律，驱动线圈会围绕某一振动中心带动工 作台面做往复振动。振动台在工作状态下，如何设定与保持动圈振动中心的位置是十分重要的。 目前国内外振动台厂商采用较多的是静态控制^l与动态控制器。静态控制器主要是利用机械性的悬挂支撑装置控制台面的振动中心。机械 性悬挂支撑装置一般由吊住动權上部的弹性悬挂件和补偿支撑于动圈底部的空 气弹簧或增压气室构成。静态控制器通过位移传感器判断动圈中心位置，并通 过对空气弹簧或增压气室的充气与放气控制来控制动圈的中心位置。静态控制 器受振动台工作原理制约，仅在试件装载的过程中和振动台高频运行的过程中 比较有效，对于振动台低频运行时中心位置的控制无能为力。当振动台工作在 位移区及速度区时(低频区域)，动圈骨架(导体)在磁场中运动会产生电动势(发电效应)，该电动势经动圈骨架形成电流回路，该电流在工作气隙中将产生 阻碍动圈运动的反作用力，该作用力会造成动圈中心位置动态飘移。实践证朋 静态控制器对于动圈中心位置的动态飘移是无能为力的。为了克服动态飘移，振动中心的动态控制器应运而生。它通过位移传感器 判断动圈的中心位置，让功率放大器在驱动线圈中额外地注入一个电流，使动 圈产生一个额外的控制力来抵消反作用力，从而限制动圈的漂移，使动圈中心 位置保持不变。动态与静态控制器的应用有效控制了振动中心位置，但实际应用存在两大 问题，首先动态控制器采用电-磁-力的转换控制方式，过渡过程非常短暂，通 常在毫秒级，而静态控制器采用充放气方式控制，其过渡过程较长，通常在秒 级，所以动态控制器的作用效果远大于静态控制器， 一旦动态控制器进入工状 态，静态控制器就失去了作用。若支撑气囊或气室漏气，当关闭功率放大器时 (动态控制器通过功率放大器来实现， 一旦关闭功率放大器，动态控制器立即 失去作用)，会造成动圈下冲，当试件质量很大时会造成动圈与被测试件严重损 坏。当前国内大推力振动台多采用气密结构，要保证整个增压气室严格不漏气 非常困难，同时大推力振动台的试件质量有时达数千公斤，且一般为昂贵的卫 星、导弹等， 一旦出现类似事故，后果不堪设想。其次动态控制器采用电-磁-力的转换控制方式，动圈中始终有直流电流(直流电流正比于振动台试验产品 的重量)，使动圈发热，冷却恶化，如果动圈被卡，甚至烧坏动圈
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种带气压补偿控制的电动振动台振动 中心控制器，该控制器不仅将静态控制器与动态控制器合二为一，还通过气压 补偿控制克服了静态控制器与动态控制器之间的冲突，实现对振动中心位置进 行有效的平衡控制。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一种带气压补偿控制的电动振动台振动中心控制器，包括静态控制器和动 态控制器，其特征在于该振动中心控制器还包括气压补偿控制电路，该电路通过气压传感器检测动圈支撑气囊或气室中的气压并输出反映气压大小的电压信 号，通过滤波电路滤除交流信号后分为两路 一路经过电压锁存电路，另-路经过反相电路，两路信号通过叠加电路叠加后经补偿控制开关输入到静态控制器°所述振动中心控制器通过一位移传感器检测与一位移转换器之间的距离， 输出间接反映动圈位移量的电压信号，并与一给定参考电压相减，经一低通滤 波器滤除交流成分后分为两路， 一路输入到动态控制器进行动态平衡控制，另 一路输入到静态控制器进行静态平衡控制。所述位移传感器釆用非接触式位移传感器。所述位移转换器刚性固定在动圈的外侧面，所述位移传感器固定在磁缸盖 上，其探头面对位移转换器。所述动态控制器主要由一与驱动线圈电连接的功率放大器组成，该功率放 大器提供锁存触发信号给所述电压锁存电路。所述电压锁存电路包括信号调理及AD变换电路、DA变换及信号调理电路和一微控制器，信号调理及AD变换电路接收所述滤波电路的一路输出，将模拟信 号转换成数字信兮，该数字信号在微控制器的控制下经DA变换及信号调理电路 转换为模拟信号输出，所述微控制器受所述锁存触发信号控制。所述动态控制器主要由一与驱动线圈电连接的功率放大器组成，该功率放 大器提供控制信号控制所述补偿控制开关的断开和闭合。所述静态控制器包括PI控制器、判断与驱动电路和充、放气阔，判断与驱 动电路接收PI控制器的输出信号，判断与驱动电路输出两路驱动信号到充、放 气阀，用于控制动圈支撑气囊或气室的充、放气。所述判断与驱动电路包括接收PI控制器输出信号的两个比较器、 一脉冲发 生器和两路驱动电路，两个比较器的输出分别与脉冲发生器的输山进行与逻辑 后，输入到两路驱动电路，两路驱动电路的输出分别接充、放气阀。所述振动中心控制器还包括用于向所述动态控制器发送保护信号的过位移 保护电路。木专利技术通过设置气压补偿控制电路，利用气压传感器检测出动圈支撑气囊 或气室中气压大小并将其转换成电压信号。该电压信号包含两个成分， 一个是 动圈作往复振动产生的交流信号(为无用信号)，另一个是反映支撑动圈气压的 直流信号。电压信号经过滤波电路滤除交流成份，得到反映支撑动圈气压的直 流信号。该直流信号被分成两路 一路经过电压锁存电路，另一路经过反相电路，两路信号通过叠加电路叠加。当动态控制器工作时(功率放大器输出使能)， 补偿控制开关闭合，叠加后的信号经补偿控制开关输入到静态控制器，达到对 动态控制器的补偿控制作用，实现气压补偿控制。气压补偿控制的原理如下当动态控制器不工作时(功率放大器输出关闭)，锁存触发信号无效，电压锁存电路的输出随输入变化而变化。当动态控制器工 作时(功率放大器输出使能)，电压锁存电路的输出保持不变，其幅值为前一时 刻锁存触发信号有效时输入信号的幅值。当支撑气囊或气室漏气时，反映支撑 动圈气压的直流信号减小，而由于动态控制器的控制，电压锁存电路的输出信 兮保持不变，因此叠加电路的输出信号增大，被输入到静态控制器。此时静态 控制器开始工作，驱动充气阀，实现气压补偿控制，保证支撑气囊或气室中的气压保持不变。此时若没有气压补偿控制，随着漏气/;继续减小/2继续增大直到/,G，即所有重量全部由动态控制器的作用力承担)。， 一旦关闭功率放大器， 动圈受力平衡被打乱，形成动圈下冲，使动圈撞击磁缸，造成动圈损坏。增加 了气压补偿控制后，即使关闭功率放大器，动圈仍可以停留在振动中心位置， 不会下冲，确保了系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带气压补偿控制的电动振动台振动中心控制器，包括静态控制器和动态控制器，其特征在于该振动中心控制器还包括一气压补偿控制电路，该电路通过气压传感器检测动圈支撑气囊或气室中的气压并输出反映气压大小的电压信号，通过一滤波电路滤除交流信号后分为两路：一路经过电压锁存电路，另一路经过反相电路，两路信号通过叠加电路叠加后经补偿控制开关输入到静态控制器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，
申请(专利权)人：苏州东菱振动试验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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