[发明专利]基于喷气式驱动器的抑制挠性结构振动的装置与方法

权利要求书

1、基于喷气式驱动器的抑制挠性结构振动的装置，该装置在挠性梁固定端横向20～25mm处，沿挠性梁纵向前后两面对称粘贴的多片压电陶瓷片，压电陶瓷片相互之间在挠性梁的纵向距离为20～100mm，姿态角度为0°，多片压电陶瓷片双面极性相反并联连接在一起组成弯曲模态压电驱动器；弯曲模态传感器为一批压电陶瓷片，贴在挠性梁的横向靠近固定端50～125mm处，位于挠性梁的纵向中线，姿态角度为0°；在挠性梁靠近自由端中部安装一只加速度传感器；弯曲模态传感器和加速度传感器分别与一台低频电荷放大器连接，低频电荷放大器通过多通道A/D转换数据采集卡与计算机连接，显示器接计算机；弯曲模态压电驱动器与压电驱动高压放大器连接，压电驱动高压放大器通过多通道D/A转换卡与计算机连接；其特征在于，在挠性梁横向中部的正反面分别安装一个作为喷气式驱动器的喷嘴；在气动回路上，两喷嘴分别通过气动喷嘴接头与一个两位三通阀相连接，两位三通阀与气动比例阀相连接，气动比例阀与气动三联件相连，气动三联件与气泵相连；在电路驱动上，两位三通阀和气动比例阀还分别与开关阀驱动放大电路板连接，开关阀驱动放大电路板与多通道D/A转换卡连接。

2、根据权利要求1所述的基于喷气式驱动器的抑制挠性结构振动的装置，其特征在于，所述的喷嘴为液柱流金属喷嘴，孔径为0.79mm、1.2mm、1.5mm或2.5mm。

3、应用权利要求1所述装置的基于喷气式驱动器的抑制挠性结构振动的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)开启计算机，参数初始化，包括控制算法参数的初始值设定、A/D数据采集和D/A输出控制卡相应的初始数据、控制地址和驱动方式的设定；

(2)开启电荷放大器和压电驱动高压放大器，采用激振力锤激振辨识法辨识得到的弯曲振动模态频率；

(3)利用辨识得到的振动频率信息，实现弯曲模态模态的控制策略；控制策略包括：对采集的信号进行经典的滑动平均滤波处理，控制采样时间为1ms，采用多个采样数据进行滑动平均，并采用控制算法计算；根据步骤(2)辨识得到的弯曲振动模态频率，通过人机交互界面输入到控制策略中，并为主动控制设置相应的参数；

(4)用激振力锤按照步骤(2)的激振方法激励挠性梁弯曲模态的振动，通过弯曲模态的压电传感器将采集的弯曲转模态的信息经过电荷放大器后，通过A/D转换卡采集振动信息，在显示器通过两个窗口分别实时显示加速度和压电陶瓷片检测弯曲模态的振动信息，通过人机界面，开启控制策略，控制量经过多功能D/A转换和开关量输出控制卡输出到开关阀驱动放大电路板，驱动板驱动气动比例阀和两位三通阀，控制喷嘴的气体流量来控制推力，从而抑制挠性梁的振动；也可以同时将控制量经D/A转换卡的输出信号经过压电陶瓷电源放大后驱动弯曲模态驱动器，同时进行弯曲模态的振动控制；

(5)开启施加控制策略后，通过显示器实时显示弯曲振动控制效果，并记录存储数据进行分析；

(6)重复步骤(4)、(5)，并根据振动效果的观测和存储数据分析，反复调整控制策略的相应的参数进行试验，参数调整为步骤(1)中所述的控制算法参数，直到获得良好的控制效果。