本发明专利技术提供一种液压振动主动隔离平台的控制装置及其控制方法，该控制装置包括控制计算机、A/D数据处理卡A、A/D数据处理卡B、D/A数据处理卡、信号调理器A、信号调理器B、功率放大器、加速度传感器A、加速度传感器B和位移传感器。液压振动主动隔离平台的每个液压主动作动杆上分别安装有1个加速度传感器A、1个加速度传感器B和1个位移传感器，其中加速度传感器A安装在液压主动作动杆内缸顶部，加速度传感器B安装在液压主动作动杆的外缸的顶部。该控制装置具有较强的可扩展性，通过改写控制模块，增加数据采集卡的类型和数量，可以很方便的实现多个类似隔振平台的同时控制，能够实现平台在大振幅、低频、重载环境下的隔振功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于结构/机构主动控制
技术介绍
随着数据中继、高分辨率观测等技术的广泛应用，对高稳定精密跟踪、瞄准机构的需求日益迫切。车载或机载高性能光学设备及激光设备作为典型的跟瞄机构应具有较高的指向精度和振动控制能力，而主动隔振控制是提供振动控制能力的一种有效技术途径。主动隔振是指在受扰动的系统中引入次级振源，通过有效的控制方法调节次级振源输出，从而抵消主级振源扰动达到最终隔振目标。与被动隔振技术相比，主动隔振技术具有良好的隔振效果及易于低频振动隔离等优点。六自由度平台具有定位精度高、刚度大、结构稳定、承载能力强、运动惯量小、动态特性好等特点，同时又具有6自由度的运动能力，因此被国外科研机构和院所广泛应用于主动隔振的应用研究，比如美国海军研究生院(NPS)的PPH平台、布鲁塞尔自由大学(ULB) 的六自由度主动隔振平台等。六自由的液压隔振平台可用于车载高性能光学设备及激光设备的振动隔离。要实现平台的隔振功能，就必须要相应的控制装置和方法。控制装置要能够测量平台在隔振过程中与振动相关的信号量的变化，同时装置需要通过相应的控制方法对这些量做出反应，操控平台运动，隔离外部的振动。这些过程都要求控制装置在限定的时间类完成，要求实时响应。目前国内外隔振平台的控制系统各有差异，其中PPH平台控制系统的实现方式为 dSPACE实时仿真控制系统。dSPACE实时仿真控制系统是一套成熟的商业系统，提供实时信号采集和数据处理功能，有良好的控制性能，和便捷的操作性，但也因其为商业产品，它的底层是不开放的，用户很难拓展系统，比如增加通道数，提高通道精度等，就必须要向原厂商购买更高级的dSPACE系统。实现液压平台的隔振功能，需要的信号很多，要求控制装置有大量的信号采集通道。而相关的控制方法，所需的实时计算量也比较庞大，要求控制装置有高性能的数据处理能力，低版本的dSPACE系统无法满足要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供。本专利技术提供一种液压振动主动隔离平台的控制装置包括控制计算机、A/D数据处理卡A、A/D数据处理卡B、D/A数据处理卡、信号调理器A、信号调理器B、功率放大器、 加速度传感器A、加速度传感器B和位移传感器。所述的控制计算机、A/D数据处理卡A、A/ D数据处理卡B、D/A数据处理卡、信号调理器A、信号调理器B均为1个，当该控制装置应用于具有六个自由度的液压振动主动隔离平台时，加速度传感器A和加速度传感器B分别选用6个，位移传感器选用6个。液压振动主动隔离平台的每个液压主动作动杆上分别安装有1个加速度传感器A、1个加速度传感器B和1个位移传感器，其中加速度传感器A安装在液压主动作动杆内缸顶部，加速度传感器B安装在液压主动作动杆的外缸的顶部。所述的位移传感器沿液压主动作动杆的杆向伸缩运动方向，平行地安装在液压缸中外缸的侧面，轴向与外缸平行。每个加速度传感器A和加速度传感器B的输出端通过屏蔽线缆与信号调理器A的输入端连接，每个位移传感器的输出端通过屏蔽线缆信号调理器B的输入端连接，信号调理器A和信号调理器B的输出端分别由屏蔽线缆连接到A/D数据处理卡A和A/D数据处理卡B的输入端，A/D数据处理卡A和A/D数据处理卡B安装到控制计算机的PCI插槽上。D/ A数据处理卡安装在控制计算机的PCI插槽上，D/A数据卡的输出端通过屏蔽线缆与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端通过屏蔽线缆连接到液压振动主动隔离平台的液压主动作动杆的液压伺服阀上。所述的安装在液压主动作动杆的内缸顶部的加速度传感器A用于采集液压振动主动隔离平台的液压主动作动杆杆向的误差加速度信号el(k) e6(k)，安装在液压主动作动杆的外缸顶部的加速度传感器B用于采集液压振动主动隔离平台六根主动作动杆杆向的参考加速度信号Xl (k) X6 (k)，平行安装与外缸侧面的轴向方向的位移传感器用于采集实际杆长信号Ll (k) L6(k)。误差加速度信号el(k) e6(k)和参考加速度Xl (k) X6 (k)通过信号调理器A，进行滤波和信号放大，转换为-IOV +IOV的模拟电压信号，经A/ D数据处理卡A转换为数字信号，实际杆长信号Ll (k) L6(k)通过信号调理器B，进行整流和信号放大，转换为-IOV +IOV的模拟电压信号，经A/D数据处理卡B转换为数字信号， 上面所有的数字信号通过PCI总线进入控制计算机，控制计算机利用控制模块生成的液压主动作动杆的液压伺服阀控制信号Ul (k) TO(k)，该液压伺服阀控制信号再经D/A数据处理卡转换为-IOV +IOV的模拟电压信号，最终通过功率放大器生成液压主动作动杆的运动控制电信号，作用到液压主动作动杆的液压伺服阀上。所述的控制计算机中设置有控制模块，该控制模块由六个控制模块构成，每个控制模块分别用于接收相应液压主动作动杆的误差加速度信号el(k) e6(k)、参考加速度信号Xl (k) X6 (k)和实际杆长信号Ll (k) L6 (k)，经每个对应控制模块的控制后生成各自液压主动作动杆的响应运动控制信号，进而实现液压主动作动杆相应的运动。每个控制模块均为全数字控制，均通过在控制计算机中的Matlab软件生成后导入到实时Linux系统中运行，该Linux系统包含实时内核和非实时内核，通过实时内核提供控制模块对D/A数据处理卡、A/D数据处理卡A和A/D数据处理卡B的实时控制，通过非实时内核提供对控制模块中相关控制参数在线修改及支持相关信号的显示。控制模块由Matlab软件的Simulink 环境按照自适应逆方法和PID方法进行编写，搭建仿真程序，用Simulink环境提供的数值仿真工具进行仿真，通过仿真验证后，加入A/D数据处理卡和D/A数据处理卡的实时驱动、与实时Linux系统所对应的实时Linux系统中目标模板文件、满足实时控制模块代码格式的代码生成控制主程序，再由Simulink环境中的实时工作空间工具(RTW，Real Time Workshop)根据目标模板文件和代码生成控制主程序自动将含有驱动的控制仿真程序生成为适合于实时Linux系统内核运行的代码，最后生成控制序，载入到实时内核中，构成控制模块。非实时内核主要是提供实时的控制模块中各控制器相关参数的接口及进行相关信号数据的图形化显示。 每个控制模块均为一个单杆控制子模块，对应实现一个液压主动作动杆的运动。 各控制模块按照与A/D数据采集卡A的Chl Ch6通道对应的地址ADl_Chl ADl_Ch6分别读取各液压主动作动杆对应的误差加速度信号el (k) e6(k)，各控制模块按照与A/D 数据采集卡A的Ch7 Chl2通道对应的地址ADl_Ch7 ADl_Chl2分别读取各液压主动作动杆的参考加速度信号Xl (k) X6 (k)，各控制模块按照与A/D数据采集卡B的Chl Ch6 通道对应的地址AD2_Chl AD2_Ch6分别读取各液压主动作动杆的实际杆长信号Ll (k) L6 (k)。经过控制模块实时计算得到各液压主动作动杆上液压伺服阀的控制信号，写入到D/ A数据采集卡通道Chl Ch6对应地址DA_Chl DA_Ch6，最终得到各杆液压伺服阀的驱动信号Ul(k) TO (k)本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：包括控制计算机、Ａ／Ｄ数据处理卡Ａ、Ａ／Ｄ数据处理卡Ｂ、Ｄ／Ａ数据处理卡、信号调理器Ａ、信号调理器Ｂ、功率放大器、加速度传感器Ａ、加速度传感器Ｂ和位移传感器；所述的控制计算机、Ａ／Ｄ数据处理卡Ａ、Ａ／Ｄ数据处理卡Ｂ、Ｄ／Ａ数据处理卡、信号调理器Ａ、信号调理器Ｂ均为１个，加速度传感器Ａ、加速度传感器Ｂ和位移传感器分别选用６个，液压振动主动隔离平台的每个液压主动作动杆上分别安装有１个加速度传感器Ａ、１个加速度传感器Ｂ和１个位移传感器，其中加速度传感器Ａ安装在液压主动作动杆内缸顶部，加速度传感器Ｂ安装在液压主动作动杆的外缸的顶部，所述的位移传感器沿液压主动作动杆的杆向伸缩运动方向，平行地安装在液压缸中外缸的侧面，轴向与外缸平行；每一个加速度传感器Ａ和加速度传感器Ｂ的输出端通过屏蔽线缆与信号调理器Ａ的输入端连接，每个位移传感器的输出端通过屏蔽线缆信号调理器Ｂ的输入端连接，信号调理器Ａ和信号调理器Ｂ的输出端分别由屏蔽线缆连接到Ａ／Ｄ数据处理卡Ａ和Ａ／Ｄ数据处理卡Ｂ的输入端，Ａ／Ｄ数据处理卡Ａ和Ａ／Ｄ数据处理卡Ｂ安装到控制计算机的ＰＣＩ插槽上，Ｄ／Ａ数据处理卡安装在控制计算机的ＰＣＩ插槽上，Ｄ／Ａ数据处理卡的输出端通过屏蔽线缆与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端通过屏蔽线缆连接到液压振动主动隔离平台的液压主动作动杆的液压伺服阀上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔龙，张泽，黄海，王海强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。