[实用新型]一种柔性板的振动测量与控制装置有效

专利信息
申请号: 201720702883.X 申请日: 2017-06-16
公开(公告)号: CN207280712U 公开(公告)日: 2018-04-27
发明(设计)人: 邱志成;梁卓文 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: G01M7/02 分类号: G01M7/02;G01H11/08;G01H9/00
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司44245 代理人: 王东东
地址: 510640 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 柔性 振动 测量 控制 装置
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及柔性结构振动测量与控制领域,具体涉及一种基于多个单点激光测振仪的柔性板振动测量与控制装置。

背景技术

在现代工业中,机器作为原动力被广泛地采用,随着机器向着高精度、高速度的方向发展,对于振动的控制要求越来越高。高频振动不仅会影响机械结构的工作精度,还会使结构产生过早的疲劳破坏,影响结构的使用寿命。在这种背景下,抑制高频振动成为了一个亟待解决的问题。例如,航天器、飞机、轮船中的大型柔性结构,发电用的大型风车的扇叶,还有卫星天线等结构在工作中都会产生高频振动,一些传统的振动控制方法已经难以满足精度和速度越来越高的结构的振动抑制。要对柔性结构产生的高频振动进行控制,需要对柔性结构进行动态跟踪测量,并实时反馈以抑制柔性结构的振动。为了更好地控制振动,不但要提高测量的准确性,还要加快控制的动态响应速率,只有这样,振动的信息才能更快更准地传递到工控计算机中,通过相应的算法,输出控制量到压电式作动器中,实现即时的振动控制。

高频振动测量与控制系统中,测量的精度和速度是其中的关键。传统的传感器接触式测振方法,需要把一些传感器附着于被测物体的表面,不仅连线复杂,还有可能因为附加传感器质量改变被测物体的动态性能,从而影响测量结果,而且接触式测量传感器往往抗干扰性差,容易损坏,在很多的特殊情况下,例如高温环境,传感器会受到影响而无法正常工作。常见的接触式测量振动的传感器有压电陶瓷片和加速度传感器。采用压电陶瓷片测量振动时,因为信号放大、滤波等多个环节会引起信号延迟和相位滞后等问题,测量速度慢;采用加速度传感器测量振动时,它对外部的干扰的抗性差,对噪声敏感,测量的精度受到限制。非接触式对的测量方法具有对被测对象的动态性能和正常工作不造成影响的优点。目前比较常见的振动非接触式测量方法是光学测量方法,包括激光位移传感器、激光测振仪和机器视觉等方法。其中,激光测振仪具有测量精度高,响应速度快,抗干扰性强等优点,是当前振动测量中的一个切实可行,方便有效的测量方法。

在控制方面,柔性结构振动控制的驱动方式有很多种,常用的有压电式作动器驱动、电机驱动、形状记忆合金驱动等。压电式作动器采用压电陶瓷材料的逆压电效应,通过控制其机械变形达到控制振动的效果,它有响应迅速、稳定、结构简单等优点, 但是脆性较大,容易产生破坏,所以比较适合变形比较小的场合;电机驱动容易获得较大的驱动力,但是不稳定,容易对柔性结构造成破坏;形状记忆效应是在特定温度下急剧发生的,使用范围受到限制。本实用新型中,采用压电惯性驱动器作为控制的驱动方式。

本实用新型采用激光测振仪作为振动测量的方式,采用压电式作动器作为控制驱动,将激光测振仪测量精度高、采样频率高、动态响应快等优点和压电陶瓷材料响应迅速、稳定、适用范围广等优点相结合,避免了传统振动测量及控制的种种弊端,如测量精度低,响应速度慢,误差大、适用范围狭窄等缺点,使柔性板的振动测量和控制更加地精确和快速。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的柔性结构振动测量与控制技术的缺点与不足,提供了一种基于多个单点激光测振仪的柔性板振动测量与控制装置,该装置使得振动测量的精度更高,振动的控制响应更快,抗干扰性更强,避免了接触式测量对柔性板的质量和表面造成影响从而改变其动态性能的弊端,使柔性板的振动可以快速、稳定地回复到一个几乎不对结构造成不良影响的范围,同时考虑到了振动信息收集的准确性和反馈的即时性,采用激光测振仪和压电式加速度传感器共同对振动进行测量,相互修正,同时工作,保证振动信息可以准确即时地传递到工控计算机,保证振动控制量的准时、准确输出。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现:

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