本申请涉及一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，包括：加速度传感器、激振器、高速信号同步采集卡、人机终端、中央控制器、同步运动规划卡和多个伺服驱动器，本申请的伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，至少具有以下有益技术效果之一：以偏心块的位置模拟量信号代替激振力信号，实现了振动加速度信号与激振力信号统一接口，采用高速信号同步采集卡解决了信号同步采集问题，采样频率高、精度高。精度高。精度高。
【技术实现步骤摘要】
伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统及方法
[0001]本申请涉及振动控制领域，具体地，涉及一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统及方法。
技术介绍
[0002]共振机械又称共振设备，是一种工作在共振频率下的振动机械设备。由于工作在共振状态下，系统仅需要较小的激振力便能产生需要的振动条件，因此极具节能的特点，在粉体筛分、物料混合、过程强化等领域有着广泛应用。但是由于系统工作在共振条件下，系统对自身负载变化非常敏感，导致设备共振频率波动，振动加速度变化较大，难以对加速度进行稳定控制。由振动理论可知，系统保持共振的条件为激振力的作用相位始终与振动加速度相位相差90
°
，因此获取激振力与振动加速度的相位成了加速度进行稳定控制的一个关键。另一方面，获取相位差后执行机构能否快速进行激振力控制则是加速度进行稳定控制的一个关键。对于高频振动，要求的数据采样速度更高，执行速度更快。一般工业控制器扫描周期长，无法同步获取数据，不能实现激振力与振动加速度的高速同步采集，难以执行高速命令，难以实现加速度稳定控制。
技术实现思路
[0003]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统及方法。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，包括：
[0005]加速度传感器、激振器、高速信号同步采集卡、人机终端、中央控制器、同步运动规划卡和多个伺服驱动器，其中，
[0006]加速度传感器，安装在共振设备的负载级上，用于感应负载级的振动强度以产生振动加速度模拟电压信号；
[0007]激振器，包括偶数个激振单元，每个激振单元包括偏心块、伺服电机和旋转变压器，偏心块和旋转变压器均安装在伺服电机的转轴上，伺服电机的转轴在旋转过程中，旋转变压器能够检测偏心块的位置并产生位置模拟电压信号，伺服电机能够产生当前时刻伺服电机的转动位置信号；
[0008]高速信号同步采集卡，用于采集多个位置模拟电压信号中的任意一个和振动加速度模拟电压信号，高速信号同步采集卡的多个采集通道能够实现位置模拟电压信号中的任意一个和振动加速度模拟电压信号的同步采集；
[0009]人机终端，用于发送加速度指令至中央控制器；加速度指令用于指示共振设备最终要达到的预期振动加速度；
[0010]中央控制器，用于根据高速信号同步采集卡采集的位置模拟电压信号、振动加速度模拟电压信号和加速度指令，确定每个伺服电机的目标转动位置；
[0011]同步运动规划卡，用于根据每个伺服电机的目标转动位置以及当前时刻每个伺服
电机的转动位置信号，确定每个伺服电机的运动规划；
[0012]多个伺服驱动器，用于根据每个伺服电机的运动规划，驱动每个伺服电机的运动以使共振设备达到预期振动加速度。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，包括：
[0014]加速度传感器、激振器、高速信号同步采集卡、人机终端、中央控制器、同步运动规划卡和多个伺服驱动器，其中，
[0015]加速度传感器，安装在共振设备的负载级上，用于感应负载级的振动强度以产生振动加速度模拟电压信号；
[0016]激振器，包括偶数个激振单元，每个激振单元包括偏心块、伺服电机，偏心块安装在伺服电机的转轴上，伺服电机包括旋转变压器，伺服电机的转轴在旋转过程中，旋转变压器能够检测偏心块的位置并产生位置模拟电压信号，伺服电机的旋转变压器还用于产生当前时刻伺服电机的转动位置信号；
[0017]高速信号同步采集卡，用于采集多个位置模拟电压信号中的任意一个和振动加速度模拟电压信号，高速信号同步采集卡的多个采集通道能够实现位置模拟电压信号中的任意一个和振动加速度模拟电压信号的同步采集；
[0018]人机终端，用于发送加速度指令至中央控制器；加速度指令用于指示共振设备最终要达到的预期振动加速度；
[0019]中央控制器，用于根据高速信号同步采集卡采集的位置模拟电压信号、振动加速度模拟电压信号和加速度指令，确定每个伺服电机的目标转动位置；
[0020]同步运动规划卡，用于根据每个伺服电机的目标转动位置以及当前时刻每个伺服电机的转动位置信号，确定每个伺服电机的运动规划；
[0021]多个伺服驱动器，用于根据每个伺服电机的运动规划，驱动每个伺服电机的运动以使共振设备达到预期振动加速度。
[0022]第三方面，本申请实施例提供一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制方法，包括：
[0023]获取加速度指令；加速度指令用于指示共振设备最终要达到的预期振动加速度；
[0024]感应共振设备的负载级的振动强度，产生振动加速度模拟电压信号；
[0025]检测共振设备的任意一个伺服电机上安装的偏心块的位置，产生任意一个伺服电机的位置模拟电压信号；
[0026]同步采集振动加速度模拟电压信号和任意一个伺服电机的位置模拟电压信号；
[0027]确定当前时刻每个伺服电机的转动位置信号；
[0028]根据位置模拟电压信号、振动加速度模拟电压信号和加速度指令，确定每个伺服电机的目标转动位置；
[0029]根据每个伺服电机的目标转动位置以及当前时刻每个伺服电机的转动位置信号，确定每个伺服电机的运动规划；
[0030]根据每个伺服电机的运动规划，驱动每个伺服电机的运动以使共振设备达到预期振动加速度。
[0031]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：
[0032](1)本申请以偏心块的位置模拟量信号代替激振力信号，实现了振动加速度信号与激振力信号统一接口，采用高速信号同步采集卡解决了信号同步采集问题，采样频率高、
精度高。
[0033](2)通过同步运动规划卡实现了多轴位置规划，通过偏心块位置同步闭环控制实现激振力的快速响应控制，从而实现加速度闭环控制，将振动加速度的闭环控制转化为响应更快、更稳定的位置闭环控制，激振力执行响应快，振动加速度控制波动小，保证了系统的执行速度，缩短了响应时间，提高了加速度闭环控制的精度。
[0034](3)控制系统结构简单，系统稳定性高。
附图说明
[0035]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0036]图1示出了根据本申请实施例的伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统的示意图。
[0037]附图标记：
[0038]1‑
激振器，2
‑
旋转变压器，3
‑
驱动级，4
‑
负载级，5
‑
加速度传感器，6
‑
高速信号同步采集卡，7
‑
同步运动规划卡，8
‑
中央控制器，9
‑
伺服驱动器，10
‑
人机终端，1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，其特征在于，包括：加速度传感器、激振器、高速信号同步采集卡、人机终端、中央控制器、同步运动规划卡和多个伺服驱动器，其中，所述加速度传感器，安装在所述共振设备的负载级上，用于感应所述负载级的振动强度以产生振动加速度模拟电压信号；所述激振器，包括偶数个激振单元，每个所述激振单元包括偏心块、伺服电机和旋转变压器，所述偏心块和所述旋转变压器均安装在所述伺服电机的转轴上，所述伺服电机的转轴在旋转过程中，所述旋转变压器能够检测所述偏心块的位置并产生位置模拟电压信号，所述伺服电机能够产生当前时刻所述伺服电机的转动位置信号；所述高速信号同步采集卡，用于采集多个所述位置模拟电压信号中的任意一个和所述振动加速度模拟电压信号，所述高速信号同步采集卡的多个采集通道能够实现所述位置模拟电压信号中的任意一个和所述振动加速度模拟电压信号的同步采集；所述人机终端，用于发送加速度指令至所述中央控制器；所述加速度指令用于指示所述共振设备最终要达到的预期振动加速度；所述中央控制器，用于根据所述高速信号同步采集卡采集的位置模拟电压信号、所述振动加速度模拟电压信号和所述加速度指令，确定每个所述伺服电机的目标转动位置；所述同步运动规划卡，用于根据每个所述伺服电机的目标转动位置以及当前时刻每个所述伺服电机的转动位置信号，确定每个所述伺服电机的运动规划；所述多个伺服驱动器，用于根据所述每个所述伺服电机的运动规划，驱动每个所述伺服电机的运动以使所述共振设备达到所述预期振动加速度。2.一种伺服驱动共振设备加速度闭环控制系统，其特征在于，包括：加速度传感器、激振器、高速信号同步采集卡、人机终端、中央控制器、同步运动规划卡和多个伺服驱动器，其中，所述加速度传感器，安装在所述共振设备的负载级上，用于感应所述负载级的振动强度以产生振动加速度模拟电压信号；所述激振器，包括偶数个激振单元，每个所述激振单元包括偏心块、伺服电机，所述偏心块安装在所述伺服电机的转轴上，所述伺服电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张哲，孙晓朋，马宁，朱士富，刘红星，商砚冰，谢中元，陈松，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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