一种多柔性板耦合振动测控装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多柔性板耦合振动测控装置及方法，包括：“王”字形多柔性板主体部分、振动检测部分及振动控制部分；所述“王”字形多柔性板主体部分包括至少两块柔性板，每块柔性板的一端与装夹架固定称为固定端，柔性板的另一端为自由端，相邻柔性板的自由端通过拉伸弹簧连接形成耦合关系，位于首尾两端的柔性板通过拉伸弹簧与弹簧支座连接，所述装夹架固定在底板上，所述底板通过丝杠螺母机构与伺服电机连接，所述伺服电机推动底板移动，进而带动安装在装夹架上的柔性板移动；同一柔性板上中下分片之间相互耦合，并在同一高度板分片设置拉伸弹簧连接，拉伸弹簧的耦合使得此结构更加多元化，为柔性结构的主动控制提供了更多的可能性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种多柔性板耦合振动测控装置及方法


[0001]本专利技术涉及柔性悬臂板振动控制领域，具体涉及一种多柔性板耦合振动测控装置及方法。

技术介绍

[0002]柔性板结构在航天工业等领域应用广泛，柔性结构克服了刚性结构质量大、能耗高和灵活性低的特点。与此同时时，柔性结构固有频率低，低频模态容易被激起的缺点，导致了柔性结构的发展局限性，加入了拉伸弹簧之后，该结构变得多元化，对其振动特性的分析和主动算法的设计也成为了新的研究点。
[0003]伺服电机具有精度高、响应快、动态特性好等特点，利用伺服电机的输出，既能激励柔性板的振动，同时也能抑制柔性板的振动。
[0004]压电片具有结构简单、安装方便和寿命长的特点，利用压电片进行振动检测和振动控制，是对于柔性板研究的主要选择。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种多柔性板耦合振动测控装置及方法，具体是针对一种“王”字形多柔性板的耦合控制，实现对多拉伸弹簧连接的多柔性板结构的振动特性分析和主动控制。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种多柔性板耦合振动测控装置，包括：“王”字形多柔性板主体部分、振动检测部分及振动控制部分；
[0008]所述“王”字形多柔性板主体部分包括至少两块柔性板，每块柔性板的一端与装夹架固定称为固定端，柔性板的另一端为自由端，相邻柔性板的自由端通过拉伸弹簧连接形成耦合关系，位于首尾两端的柔性板通过拉伸弹簧与弹簧支座连接，所述装夹架固定在底板上，所述底板通过丝杠螺母机构与伺服电机连接，所述伺服电机带动丝杠螺母机构推动底板移动，进而带动安装在装夹架上的柔性板移动；
[0009]所述振动检测部分用于检测柔性板的振动信号；
[0010]所述振动控制部分用于根据振动信号输入控制信号，对柔性板的振动进行抑制。
[0011]进一步，所述振动检测部分包括压电陶瓷传感器、加速度传感器、双目视觉传感器、电荷放大器、端子板、运动控制卡及计算机；所述压电陶瓷传感器设置柔性板的固定端，加速度传感器设置在柔性板的自由端，双目视觉传感器设置在柔性板的前方，所述压电陶瓷传感器检测柔性板振动信号输入电荷放大器后输入端子板，所述加速度传感器检测柔性板振动信号输入端子板，所述端子板与运动控制卡相互连接，所述运动控制卡与计算机相互连接，所述双目视觉传感器采集图像输入计算机。
[0012]进一步，所述振动控制部分包括压电致动器、压电放大电路及伺服电机驱动器，所述压电致动器设置在柔性板的固定端，所述计算机获得振动信号后，依次经过运动控制卡
及端子板，分别输出控制信号至压电放大电路及伺服电机驱动器，驱动压电致动器及伺服电机，对柔性板进行振动抑制。
[0013]进一步，每块柔性板在宽度方向均分为三块柔性板分片；
[0014]每个柔性板分片靠近固定端处粘贴一片压电陶瓷传感器，设置在柔性板分片宽度方向中线上；
[0015]在压电陶瓷传感器的两侧对称设置压电致动器，两面对称安装。
[0016]进一步，每块柔性板分片的自由端均设置一个加速度传感器。
[0017]进一步，相邻柔性板通过三条拉伸弹簧连接，每个柔性板分片均设置一个拉伸弹簧。
[0018]进一步，相邻柔性板距离为150mm。
[0019]进一步，所述双目视觉传感器包括两个CCD相机及激光投影器，所述激光投影器投射激光点阵到柔性板上，两个CCD相机采集激光点阵图像输入计算机。
[0020]一种多柔性板耦合振动测控装置的控制方法，包括
[0021]第一步：计算机输入预定轨迹路线控制信号驱动伺服电机产生相应的运动，引起柔性板的振动；
[0022]第二步：压电陶瓷传感器和加速度传感器采集柔性板的振动信号，压电陶瓷传感器采集到的振动信号通过电荷放大器，经由端子板的传输，通过运动控制卡内部的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号输入到计算机；加速度传感器采集到的振动信号通过运动控制卡内部的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号输入到计算机；双目视觉传感器将采集的图像输入计算机；
[0023]第三步：计算机运行控制算法分别计算出伺服电机和压电致动器对应的控制量，生成相应的控制信号，伺服电机对应的控制信号通过计算机输出到运动控制卡，再到端子板，最后输出到伺服电机驱动器，驱动伺服电机进行抑制柔性板的振动；压电致动器对应的控制信号通过计算机输出到运动控制卡，再到端子板和压电放大电路，驱动压电致动器进行抑制柔性板的振动；
[0024]第四步：通过改变控制参数，反复试验，获取多次实验结果，得到一种“王”字形多柔性板耦合振动测控装置及方法的振动特性及控制效果。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026](1)本专利技术设计了“王”字形的异形板在相邻柔性板，同一柔性板上中下分片之间相互耦合，并在同一高度板分片设置了弹簧连接，弹簧的耦合使得此结构更加多元化，为柔性结构的主动控制提供了更多的可能性；
[0027](2)本专利技术通过对伺服电机的轨迹规划和优化，提高了结构整体的稳定性；
[0028](3)本专利技术采用压电片来进行振动检测和振动控制，压电片具有易操作，安装方便，结构简单，使用寿命长，为研究柔性板振动特性和控制方法提供了很大的便利性；
[0029](4)本专利技术采用多传感组合测量方式，保证了振动检测的精度，减少误差，有利于对于柔性板的振动检测和分析。
附图说明
[0030]图1是本专利技术装置的总体结构示意图；
[0031]图2是本专利技术的主视图；
[0032]图3是本专利技术的左视图；
[0033]图4是本专利技术的俯视图；
[0034]图5是本专利技术的振动控制流程图；
具体实施方式
[0035]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0036]实施例
[0037]如图1
‑
图5所示，一种多柔性板耦合振动测控装置，包括“王”字形多柔性板主体部分、振动检测部分及振动控制部分。
[0038]所述“王”字形多柔性板主体部分包括至少两块结构尺寸完全相同的柔性板，本实施例中包括三块柔性板5、6、7，三块柔性板平行间隔相等距离设置。装夹架8固定在底板1上，装夹架8有3个，各安装一块柔性板，柔性板一端通过压板和螺栓连接固定在装夹架上称为固定端，另一端为自由端，相邻柔性板通过拉伸弹簧3连接形成耦合关系，位于首尾两端的柔性板通过拉伸弹簧与弹簧支座4连接，拉伸弹簧3两端挂钩钩在吊环螺栓/螺母上，吊环螺栓、螺母安装在柔性板的孔上，分别位于柔性板的两侧。
[0039]进一步，每块柔性板的固定端及自由端设有两块矩形条，将柔性板固定端及自由端在宽度方向均分为三个分片，具体为上、中及下三个分片，设置在自由端的矩形条与设置在固定端的矩形条宽度相同，但是长度不同。所述拉伸弹簧设置在相邻柔性板同一高度的分片自由端，三个柔性板一共设置12根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多柔性板耦合振动测控装置，其特征在于，包括：“王”字形多柔性板主体部分、振动检测部分及振动控制部分；所述“王”字形多柔性板主体部分包括至少两块柔性板，每块柔性板的一端与装夹架固定称为固定端，柔性板的另一端为自由端，相邻柔性板的自由端通过拉伸弹簧连接形成耦合关系，位于首尾两端的柔性板通过拉伸弹簧与弹簧支座连接，所述装夹架固定在底板上，所述底板通过丝杠螺母机构与伺服电机连接，所述伺服电机带动丝杠螺母机构推动底板移动，进而带动安装在装夹架上的柔性板移动；所述振动检测部分用于检测柔性板的振动信号；所述振动控制部分用于根据振动信号输入控制信号，对柔性板的振动进行抑制。2.根据权利要求1所述的多柔性板耦合振动测控装置，其特征在于，所述振动检测部分包括压电陶瓷传感器、加速度传感器、双目视觉传感器、电荷放大器、端子板、运动控制卡及计算机；所述压电陶瓷传感器设置柔性板的固定端，加速度传感器设置在柔性板的自由端，双目视觉传感器设置在柔性板的前方，所述压电陶瓷传感器检测柔性板振动信号输入电荷放大器后输入端子板，所述加速度传感器检测柔性板振动信号输入端子板，所述端子板与运动控制卡相互连接，所述运动控制卡与计算机相互连接，所述双目视觉传感器采集图像输入计算机。3.根据权利要求2所述的多柔性板耦合振动测控装置，其特征在于，所述振动控制部分包括压电致动器、压电放大电路及伺服电机驱动器，所述压电致动器设置在柔性板的固定端，所述计算机获得振动信号后，依次经过运动控制卡及端子板，分别输出控制信号至压电放大电路及伺服电机驱动器，驱动压电致动器及伺服电机，对柔性板进行振动抑制。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的多柔性板耦合振动测控装置，其特征在于，每块柔性板在宽度方向均分为三块柔性板分片；每块柔性板分片靠近固定端处粘贴一片压电陶瓷传感器，设置在柔性板分片宽度方向中线...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，徐洪烨，何成虎，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：