【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于振动控制、电子电路，具体涉及一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法及系统。
技术介绍
1、机械振动容易导致机器或主体结构本身的性能和可靠性降低，或者是影响以主体结构为平台的设备性能和可靠性降低，因此上述大多数机械振动需要消除或抑制。在众多减振方法中，动力吸振器具有成本低、效果好等特点，因此被广泛研究和运用。动力吸振器的基本工作原理是在被控主振动系统的特定部位附加一个具有质量、阻尼和刚度的子振荡系统即吸振器，通过合理的选择吸振器的相关参数进而改变主系统的振动状况，将振动的能量转移到吸振器上，使主系统振动减小。
2、然而在实际应用过程中，传统动力吸振器结构一旦设计加工完成，其特征参数难以实时调节，若主系统振动频率因为受到环境或自身结构松动的变化而发生变化，动力吸振器将无法及时获得理想的减振效果，主系统的振动噪声也会影响其使用寿命，同时对周围环境有声污染。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法及系统，基于模型仿真分析方法设计了吸振器拟合频率模型，解决了多个目标难以兼容精确控制的技术难题，改进了旧有的吸振降噪控制方式。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，包括以下步骤：
4、步骤1、使用有限单元法建立吸振器机电结构模型，基于所述吸振器机电结构模型获得第1阶固有频率随点质量位置的变换曲线；
5、步骤2、基于所述变
6、步骤3、设计控制电路，所述控制电路用于根据上位机信号控制电机的工作状态；
7、步骤4、编制上位机控制程序，所述控制程序用于基于吸振器高频吸振子系统组件的振动频率和低频吸振子系统组件的振动频率对吸振器高频吸振子系统组件的电机和对吸振器低频吸振子系统组件的电机进行控制，使高频吸振子系统组件电机到达指定的频率吸收位置；
8、步骤5，将上位机及控制电路用不同电源供电并以导线连接，得到多维度动力吸振器的多通道控制器。
9、进一步的，步骤1包括以下步骤：
10、用梁单元模拟偏心玻璃钢板，用点质量模拟质量块，使用固定约束模拟振动表面对偏心玻璃钢板的约束，进行特征频率计算，获取第1阶固有频率，调整点质量位置，得到第1阶固有频率随点质量位置的变换曲线。
11、进一步的，步骤2包括以下步骤：
12、步骤2.1、设计吸振子系统：所述吸振子系统包括支架、磁铁、偏心玻璃钢板和消音吸振子系统组件，所述磁铁和偏心玻璃钢板分别安装于支架的两端，所述偏心玻璃钢板两端距离支架中心轴的距离不同，偏心玻璃钢板上安装有两个消音吸振子系统组件；
13、步骤2.2、设计消音吸振子系统组件：所述消音吸振子系统组件包括高频吸振子系统组件和低频吸振子系统组件，两个吸振子系统组件结构相同，所述高频吸振子系统组件包括电机支架、l形连接器、滑块、电机、导轨、联轴器和丝杠，所述丝杠包括t型丝杆，所述导轨安装在偏心玻璃钢板上，所述滑块滑动安装在导轨上，所述滑块和l形连接器的水平部固定连接，t型丝杆一端安装在l形连接器的竖直部，另一端通过联轴器与步进电机的动力输出轴连接；高频侧的电机安装在电机支架上；
14、步骤2.3、通过调整偏心玻璃钢板的厚度、长度和宽度，使得变换曲线在设计频率的两侧近似平均分布；
15、步骤2.4、选择电机、电机支架、联轴器、丝杠、导轨、滑块的型号；确定l型连接器的参数。
16、进一步的，步骤3中，设计的控制电路包括依次连接的上位机、主控板和电机驱动板；
17、所述电机驱动板上设计三个加速度传感器芯片，所述传感器芯片和电机驱动板上的单片机芯片通过iic总线进行通信，通过rs485将数据传递到主控板，并通过usb/以太网将数据传递到上位机，在上位机上对加速度信号进行频谱分析，提取固有频率。
18、进一步的，主控板包括多个数字隔离器和信号转接板，所述数字隔离器用于将5v和24v输入隔离开，信号转接板用于接收上位机发送的控制指令，并将所述控制指令发送至电机驱动板。
19、进一步的，上位机控制程序实现以下流程：
20、s1、采集低频侧的振动加速度，根据低频侧的振动加速度得到低频侧的振动频率；采集高频侧的振动加速度，根据高频侧的振动加速度得到高频侧的振动频率；
21、s2、从低频侧的振动频率提取低频侧的特征频率；从高频侧的振动频率提取高频侧的特征频率；
22、s3、基于低频侧的特征频率输出低频侧电机转动的转速，基于高频侧的特征频率输出高频侧电机转动的转速；
23、s4、根据低频侧质量块距离原点的长度、低频侧电机转速计算低频侧电机运动至指定位置总运动时间，根据低频侧电机运动至指定位置总运动时间计算低频侧脉冲个数；根据高频侧质量块距离原点长度、高频侧电机转速计算高频侧电机运动至指定位置总运动时间，根据高频侧电机运动至指定位置总运动时间计算高频侧脉冲个数；
24、s5、根据所述低频侧电机转速和低频侧脉冲个数控制低频侧电机；根据所述高频侧电机转速和高频侧脉冲个数控制高频侧电机。
25、一种多维度动力吸振器的多通道控制器系统，包括：
26、上位机，用于通过网络接口向主控板发送振动加速度采集指令，并对采集到的振动加速度信号做频谱分析，提取特征频率，根据所述特征频率确定电机控制指令，然后向主控板下发电机控制指令；所述电机控制指令用于控制步进电机转动的转速、方向和脉冲数，令电机到达指定的频率吸收位置；
27、主控板，用于实现电机控制指令的转发和继电器开断，所述主控板包括继电器和多个数字隔离器和多个信号转接板；所述数字隔离器用于将5v和24v输入隔离开，所述信号转接板用于接收上位机发送的控制指令，并将所述控制指令发送至电机驱动板；所述多个信号转接板用于接收并发送多路控制指令；
28、电机驱动板，用于实现控制指令转发和振动加速度信号采集；
29、步进电机驱动器，用于接收电机驱动板转发的电机控制指令，根据电机控制指令控制电机的转向、转速和启动时长。
30、进一步的，电机驱动板上设置有三个mems加速度传感器芯片和线性稳压芯片；三个mems加速度传感器芯片分别用于采集吸振器低频侧加速度信号、吸振器高频侧加速度信号和和电机驱动板的加速度信号；所述线性稳压芯片用于将24v的电压变换为5v的电压为三个mems加速度传感器芯片供电。
31、进一步的，上位机和主控板采用usb和以太网通信。
32、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
33、本专利技术提供的设计方法，实现了多通道、高精度、多个目标的不同振动频率的精准吸振效果，提高了变压器设备的使用寿命，满足使用要求。
34、本专利技术设计的控制器可针对不同变压器外壳的不同振动频率实现精准识别的高效吸振本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤3中，设计的控制电路包括依次连接的上位机、主控板和电机驱动板；
5.根据权利要求4所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述主控板包括多个数字隔离器和信号转接板，所述数字隔离器用于将5V和24V输入隔离开，信号转接板用于接收上位机发送的控制指令，并将所述控制指令发送至电机驱动板。
6.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述上位机控制程序实现以下流程：
7.一种多维度动力吸振器的多通道控制器系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种多维度动力吸振器的多通
9.根据权利要求7所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器系统，其特征在于，所述上位机和主控板采用USB和以太网通信。
...【技术特征摘要】
1.一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述步骤3中，设计的控制电路包括依次连接的上位机、主控板和电机驱动板；
5.根据权利要求4所述的一种多维度动力吸振器的多通道控制器设计方法，其特征在于，所述主控板包括多个数字隔离器和信号转接板，所述数字隔离器用于将5v和24v输入隔离开，信号转接板用于接收上位机发送的控制指令，并将所述控制指令...
【专利技术属性】
技术研发人员：马建刚，白晓春，耿明昕，吴健，孙强，魏小龙，张涵，姚金雄，赵亚林，王绿，景龑，申晨，徐伟杰，肖和业，周杰，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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