一种振动控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种振动控制器，包括：8通道传感器信号采集模块，8通道AD模块，为后级主处理模块提供输入数据，以高性能浮点DSP为核心的主处理模块，以高性能的FPGA为核心的命令协同处理模块，DA模块，通讯组件，电源模块等。所述的AD模块、主处理模块、命令协同处理模块、DA模块、通讯组件集成在主板上，所述主板安装在小型立式机箱内，信号采集模块设置在机箱后面板，通讯组件接口、电源模块设置在机箱的前面板。本实用新型专利技术振动控制器还设置有采集前端，实现1-16个输入通道的灵活低成本配置。本实用新型专利技术提供的振动控制器大量使用最新高性能高集成芯片，通过合理规划功能结构，合理布局，解决干扰，散热等技术问题，实现振动控制器小型化立式布局，性能可靠稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种振动控制器
本技术涉及一种振动控制系统，具体涉及一种振动控制器。
技术介绍
振动控制系统一般由振动台、控制器、功率放大器、计算机、加速度传感器等组件组成。计算机(PC)通过安装的控制软件操作振动控制器，设定振动控制的目标谱，振动控制器根据设定的目标谱输出信号给功率放大器，功率放大器放大信号后驱动振动台动圈，振动台动圈按照输入的驱动信号上下运动，加速度传感器感受振动台动圈振动后，把振动信号反馈给振动控制器，由于振动台动圈实际振动与输入的驱动信号往往会有偏差，振动控制器计算反馈的振动信号与设定的目标谱的误差，实时调整驱动输出，促使振动台下一时间点能按目标谱的要求振动。振动控制器是振动信号处理的核心单元，振动控制器的性能直接影响振动试验方法的有效性。现有的振动控制器使用集成度和性能不高的芯片，结构配置不合理，导致仪器体积较大，成本较高，性能和可靠性也不高，包装运输携带均不方便，现场布局和走线较乱，信号干扰大。 在振动试验中，信号是串行连接的，振动控制器输出的信号给功率放大器，功率放大器放大后输出到振动台，驱动振动台振动，粘在振动台动圈上的传感器输出振动信号到振动控制器，整个系统组成一个闭环。由于环节较多，当试验有故障时，需要判断具体是那个环节有问题时，由于以前的振动控制器没有提供自查功能，使现场问题定位较为困难。 在试验过程中，一般根据试验试件的大小来确定传感器的数量，大多数情况下使用8个以内的传感器，即控制器要有8个输入通道。大型试验一般要使用8个以上的传感器，而现有振动控制器不具备扩展功能，就必须额外采购8个通道以上的振动控制器，此类控制器一般使用多处理器系统，结构较为复杂，购买成本较高，但平时一般试验使用通道数都在8个以内，导致高成本购买的多通道控制器部分配置长期不用，造成资源浪费。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种结构紧凑、体积小巧、抗干扰能力强、具备输 入通道拓展能力的振动控制器，本技术是这样实现的: 一种振动控制器，其特征在于:该振动控制器包括: 信号采集模块，所述的信号采集模块为8通道传感器信号采集模块，其以精密差动运算放大器为核心，按8个通道为一组设计的传感器信号采集子板，完成传感器的供电，信号采集，信号放大，信号滤波； AD模块:所述的AD模块是8通道AD模块，以高速8轨24b i t，TDM接口，串行数据输出的AD转换器为核心，将信号采集模块采集的模拟信号转换为数字信号，为后级主处理模块提供输入数据； 主处理模块:所述的主处理模块是以高性能浮点DSP为核心，DSP从通讯组件读取来自计算机下发的振动目标谱数据，通过AD模块读取传感器的实时振动信号，计算分析实时振动信号与目标谱的偏差，通过DA模块输出修正信号，促使下个时间点的振动信号能匹配目标谱； 命令协同处理模块:所述的命令协同处理模块是以高性能的FPGA为核心，接受DSP发来的指令，解释处理后实时分发给各个处理单元，各个处理单元的状态信号通过FPGA综合后反馈给主处理模块，完成各模块的协同工作； DA模块:所述的DA模块为2通道DA模块，以高速2轨24b i t，TDM接口，串行数据输入的DA转换器为核心，主处理器输出的数字信号经该转换器转换为模拟信号后输出； 通讯组件:所述通讯组件连接主处理模块和计算机，完成主处理模块与计算机的数据和命令交换，内部分数据管道和命令管道，在大数据传输的同时及时响应计算机发出的控制指令； 电源模块:所述的电源模块为其余模块供电，其以低发热AC-DC转换器为核心，具有±15V，±12V，+5V，+3.3V，+2.5V，+1.2V直流输出，各输出电源间做隔离和防干扰处理。 更进一步的，所述的AD模块、主处理模块、命令协同处理模块、DA模块、通讯组件集成在主板上，所述主板安装在小型立式机箱内，信号采集模块设置在机箱后面板，通讯组件接口、电源模块设置在机箱的前面板，所述的机箱尺寸小于等于60mm (宽)*190mm(高)*255mm(深)。 更进一步的，所述的8通道传感器信号采集模块为IEPE型或电荷型，设置在机箱内并包覆屏蔽层。 更进一步的，所述信号采集模块还包括采集前端，所述的采集前端为扩展8通道输入，通过高速数据电缆连接振动控制器扩展插座。 更进一步的，所述的通讯组件为USB组件或蓝牙组件或WIFI组件。 更进一步的，所述振动控制器还包括自闭环切换开关，所述的自闭环切换开关设置在机箱后面板上，开关打开时断开外部连接，连通内部输出与输入，组成控制系统自闭环，当振动控制系统出现故障，如振动台不振动时，控制器面板的自检开关拨到自闭环处，根据控制器是否能够独立完成工作判断控制器本身是否发生故障。 更进一步的，所述的主处理模块采用了 TI公司的TMS320C6000系列浮点DSP ;所述的AD模块采用了 CirrusLogic公司的24位、TDM格式输出、8个差分输入的AD芯片，所述的DA模块采用了 CirrusLogic公司的24位、TDM格式输入、2个差分输出的DA芯片；所述的协同处理模块采用了赛灵思公司的FPGA芯片。 更进一步的，所述振动控制器还包括存储模块，该存储模块由镁光32位大容量SDRAM存储芯片及美国微芯高性能Flash芯片组成。 本技术提供的振动控制器大量使用最新高性能高集成芯片，通过合理规划功能结构，合理布局，解决干扰，散热等技术问题，实现振动控制器小型化立式布局，实现1-16个输入通道的灵活低成本配置，性能可靠稳定。本技术所述的振动控制器还设有自闭环切换开关，方便控制器自检。 【附图说明】 图1为本技术振动控制器原理图。 图2为本技术振动控制器在8个通道以内的使用示意图。 图3为本技术振动控制器在8-16个通道的使用示意图。 附图标记说明: 1.振动控制器、2.输入通道、3.输出通道、4.加速度传感器、5.振动台、6.功率放大器、7.采集前端、8.大型振动试件、9.控制器扩展插座。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作进一步描述。 如图1所示的本技术振动控制器原理图，所述的振动控制器包括: 信号采集模块，所述的信号采集模块为8通道传感器信号采集模块，其以精密差动运算放大器为核心，按8个通道为一组设计的传感器信号采集子板，完成传感器的供电，信号采集，信号放大，信号滤波；本技术振动控制器采用的8通道传感器信号采集模块为ΙΕΡΕ型或电荷型，设置在机箱内并包覆屏蔽层。为便于扩展使用范围，所述信号采集模块还包括采集前端，所述的采集前端为扩展8通道输入，通过高速数据电缆连接振动控制器扩展插座，在振动控制器设置通道扩展高速接口，该接口为插座形式。 所述信号采集模块还包括采集前端，所述的采集前端为扩展8通道输入，通过高速数据电缆连接所述振动控制器。 AD模块:所述的AD模块是8通道AD模块，以高速8轨24b i t，TDM接口，串行数据输出的AD转换器为核心，将信号采集模块采集的模拟信号转换为数字信号，为后级主处理模块提供输入数据；例如采用CirrusLogic公司的24位、TDM格式输出、8个差分输入的AD芯片。 主处理模块:所述的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动控制器，其特征在于：该振动控制器包括：信号采集模块，所述的信号采集模块为8通道传感器信号采集模块，其是以精密差动运算放大器为核心，按8个通道为一组设计的传感器信号采集子板；AD模块：所述的AD模块是8通道AD模块，其以高速8轨24位，TDM接口，串行数据输出的AD转换器为核心；主处理模块：所述的主处理模块是以高性能浮点DSP为核心，DSP从通讯组件读取来自计算机下发的振动目标谱数据，通过AD模块读取传感器的实时振动信号，计算分析实时振动信号与目标谱的偏差，通过DA模块输出修正信号；命令协同处理模块：所述的命令协同处理模块是以高性能的FPGA为核心，接受DSP发来的指令，解释处理后实时分发给各个处理单元，各个处理单元的状态信号通过FPGA综合后反馈给主处理单元，完成各单元的协同工作；DA模块：所述的DA模块为2通道DA模块，以高速2轨24位，TDM接口，串行数据输入的DA转换器为核心；通讯组件：所述通讯组件连接主处理模块和计算机，完成主处理模块与计算机的数据和命令交换，内部分数据管道和命令管道；电源模块：所述的电源模块为其余模块供电，其以低发热AC‑DC转换器为核心，具有±15V，±12V，+5V，+3.3V，+2.5V，+1.2V直流输出，各输出电源间做隔离和防干扰处理。...

【技术特征摘要】
1.一种振动控制器，其特征在于:该振动控制器包括: 信号采集模块，所述的信号采集模块为8通道传感器信号采集模块，其是以精密差动运算放大器为核心，按8个通道为一组设计的传感器信号采集子板； AD模块:所述的AD模块是8通道AD模块，其以高速8轨24位，TDM接口，串行数据输出的AD转换器为核心； 主处理模块:所述的主处理模块是以高性能浮点DSP为核心，DSP从通讯组件读取来自计算机下发的振动目标谱数据，通过AD模块读取传感器的实时振动信号，计算分析实时振动信号与目标谱的偏差，通过DA模块输出修正信号； 命令协同处理模块:所述的命令协同处理模块是以高性能的FPGA为核心，接受DSP发来的指令，解释处理后实时分发给各个处理单元，各个处理单元的状态信号通过FPGA综合后反馈给主处理单元，完成各单元的协同工作； DA模块:所述的DA模块为2通道DA模块，以高速2轨24位，TDM接口，串行数据输入的DA转换器为核心； 通讯组件:所述通讯组件连接主处理模块和计算机，完成主处理模块与计算机的数据和命令交换，内部分数据管道和命令管道； 电源模块:所述的电源模块为其余模块供电，其以低发热AC-DC转换器为核心，具有±15V，±12V，+5V，+3.3V，+2.5V，+1.2V直流输出，各输出电源间做隔离和防干扰处理。2.根据权利要求1所述的振动控制器，其特征在于:所述的AD模块、主处理模块、命令协同处理模块、DA模块、通讯组件集成在主板上，所述主板安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：江冠峰，
申请(专利权)人：北京明冠环试科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11