[发明专利]振动台反馈信号分频段移相系统

说明书

本发明公开了振动台反馈信号分频段移相系统，包括由两级全通滤波器串联形成的可调移相器，可调移相器的输入信号为当前频率信号，可调移相器内预设有振动台工作范围的频率分段和相位补偿信息，可调移相器将当前频率信号比对到频率分段信息以获取移相值，并将移相值转换为移相控制脉冲，移相控制脉冲调整第一级全通滤波器的可调数字电位计的阻值和第二级全通滤波器的可调数字电位计的阻值，每一个移相控制脉冲使两个可调数字电位计调整一档阻值。本发明不仅能够降低反馈控制器搭建以及参数调整的难度，而且能在振动台输出不同频率段的振动信号时，自适应地对反馈信号进行移相。

技术领域

本发明涉及一种低频振动台系统中反馈信号的调节方法和装置。

背景技术

电磁振动台具有频率范围宽、可控性好、输出波形精度高等优点，广泛地应用于产品的模拟振动环境试验、测振传感器校准等重要领域。为了能够改善低频情况下振动台输出波形的精度(降低失真度)，通常需构建反馈控制系统。然而，实现反馈控制的前提是通过振动传感器(加速度、速度或者位移传感器)或者其它运动量检测装置检测得到振动台的输出振动信号，然后将此信号作为反馈信号，与系统输入信号求差，偏差信号经过控制器与功率放大器后激励振动台振动，最终完成闭环控制系统的构建，实现对振动台输出波形失真度的负反馈控制。在反馈信号和输入信号不存在相移的理想情况下，负反馈控制能够有效地抑制振动台的非线性失真。进一步，该方法对非线性失真的抑制效果与反馈深度(反馈通道上的放大系数)相关。

由于振动台输出运动量幅值的限制以及系统存在相移，直接将振动传感器或者其它运动量检测装置检测得到运动信号用作反馈信号，会降低负反馈控制对非线性失真的抑制效果，甚至会发生正反馈。为使负反馈控制系统对振动台有较好的输出波形控制作用，通常情况下，需设计结构复杂的PID控制器，并通过对PID控制器参数的反复调整完成对负反馈系统中偏差信号的校正，从而降低输出波形的失真度。然而，PID控制器的引入不可避免地增加了振动台负反馈控制系统的复杂程度及系统参数的调整难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅能够降低反馈控制器搭建以及参数调整的难度，而且能在振动台输出不同频率段的振动信号时，自适应地对反馈信号进行移相的系统。

振动台反馈信号分频段移相系统，包括由两级全通滤波器串联形成的可调移相器，可调移相器的输入信号为当前频率信号，可调移相器内预设有振动台工作范围的频率分段和相位补偿信息，可调移相器将当前频率信号比对到频率分段信息以获取移相值，并将移相值转换为移相控制脉冲，移相控制脉冲调整第一级全通滤波器的可调数字电位计的阻值和第二级全通滤波器的可调数字电位计的阻值，每一个移相控制脉冲使两个可调数字电位计调整一档阻值。

进一步，可调移相器在不同频率段的移相值确定步骤如下：

S1：工作频率范围内，对振动台输入不同频率的激励信号，并构建负反馈控制系统。在不同频率下，对反馈信号进行不同相位调整，并检测对应频率、对应反馈信号相位条件下振动台输出信号的精度特性，依据满足振动台精度要求的反馈信号相位可以得到反馈信号在不同频率下所需的移相值。将振动台的工作频率范围分为k-1段，表示为f_n≤ff_n+1,n＝1,2,3,...k-1，分段的标准为在本分段内的反馈信号的移相值相同；此处的移相值相同指的是该频率分段内、每个频率的移相值之间的差在允许的偏差范围内；

S2：依次对每一个频率分段，取该频率分段中、各频率的移相值的平均值作为该频率分段的移相值以作为f_n频率分段的可调移相器的移相值；

S3：对f_n频率分段的移相值表达为：

；其中：R₂为第一级全通滤波器中的数字电位计的电阻值，R₃为第二级全通滤波器中的数字电位计的电阻值；