[发明专利]一种液压振动主动隔离平台的控制装置及其控制方法

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：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，每个控制模块均由自适应逆控制器和数字PID控制器组成；每个控制模块分别用于接收相应液压主动作动杆的经加速度传感器A采集的误差加速度信号e1(k)～e6(k)、加速度传感器B采集的参考加速度信号X1(k)～X6(k)和位移传感器采集的实际杆长信号L1(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。

3.根据权利要求2所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：所述的控制模块为全数字控制，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，并且直接由Simulink生成实时控制程序，载入到实时内核中，构成控制模块。

4.根据权利要求1所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：所述的控制计算机为Intel-X86构架的工业控制计算机。

5.根据权利要求1所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：所述的加速度传感器A和加速度传感器B为Lance-LC0108型内装IC的加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：所述的 位置传感器为GA-30型LVDT线性可变差动变压器。

7.根据权利要求1所述的一种液压振动主动隔离平台的控制装置，其特征在于：所述的A/D数据处理卡A和A/D数据处理卡B为PCI-9111HR型16通道16位分辨率数据采集卡，所述的D/A数据处理卡为PCI-6208V型8通道16位电压输出卡。

8.一种液压振动主动隔离平台的控制方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：

步骤一：液压振动主动隔离平台的下平台在k时刻受到扰动时，加速度传感器A和加速度传感器B采集误差加速度信号和参考加速度信号，并通过屏蔽线缆传输到信号调理器A中，进行滤波和信号放大，转换为模拟电压信号后，经信号调理器A传输到A/D数据处理卡A中，再经A/D数据处理卡A传输到控制计算机中；控制计算机的控制模块的自适应逆控制器根据接收的信号进行实时处理，得到k时刻期望杆长信号；

步骤二：在k时刻，位置传感器采集实际杆长信号L1(k)～L6(k)，经将该信号经屏蔽线缆传输到信号调理器B中，经信号调理器B转换为模拟电压信号后，经A/D数据处理卡B向控制计算机的控制模块中的数字PID控制器传输；

步骤三：自适应逆控制器将期望杆长信号C1(k)～C6(k)向数字PID控制器中输入，数字PID控制器将接收的k时刻的实际杆长信号L1(k)～L6(k)与期望杆长信号C1(k)～C6(k)做差，利用得到差值的比例放大值(P)、积分值(I)和微分值(D)的和作为6个液压主动作动杆的液压伺服阀控制信号U1(k)～U6(k)；

步骤四：液压伺服阀控制信号U1(k)～U6(k)从控制计算机输出后，经功率放大器的功率放大，输出到液压伺服阀上，使液压主动作动杆产生期望作动量，以抵消下平台的扰动，实现上平台的稳定。