[发明专利]一种运动二维多次展开板的振动控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种运动二维多次展开板的振动控制装置，其特征在于，包括运动二维多次展开板本体部分、支持部分及控制部分；

所述运动二维多次展开板本体部分包括第一展开板结构及第二展开板结构，所述第一展开板结构及第二展开板结构均设置压电陶瓷传感器、加速度传感器及压电片驱动器；

所述支持部分包括单轴气浮台、卫星本体结构、供气回路及滚动导轨结构，所述单轴气浮台固定在底座上，所述滚动导轨结构为两个，第一展开板结构及第二展开板结构通过机械装置支座分别与滚动导轨结构的滑块连接，两个滚动导轨结构固定在卫星本体结构的两侧，卫星本体结构与单轴气浮台连接，所述供气回路向单轴气浮台供气使得卫星本体结构悬浮；

所述控制部分用于接收压电陶瓷传感器及加速度传感器的振动信号，输出控制信号驱动压电片驱动器，用于控制供气回路以及通过伺服电机控制滚动导轨结构的运动，进一步控制运动二维多次展开板本体部分的移动和振动；

所述第一展开板结构及第二展开板结构完全相同，均包括一片展开主板及七片展开副板，所述展开主板一端与机械装置支座固定，另一端与七片展开副板连接；

所述展开主板一端与机械装置支座固定，另一端与七片展开副板连接，具体为：第一展开板结构包括第一展开主板及七片展开副板，七片展开副板分别为第一展开副板、第二展开副板、第三展开副板、第四展开副板、第五展开副板、第六展开副板及第七展开副板，第一展开主板通过上下对称的铰链与第一展开副板连接，所述第一展开副板、第四展开副板及第七展开副板依次连接，所述第二展开副板及第三展开副板通过左右对称的板间铰链与第一展开副板连接，所述第五展开副板及第六展开副板通过左右对称的板间铰链与第四展开副板连接。

2.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述控制部分包括伺服电机控制单元、压电驱动振动控制单元及供气回路控制单元；

所述伺服电机控制单元：包括伺服电机，所述伺服电机与滚动导轨结构连接，将伺服电机采用速度控制或位置控制的方式连接伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器与端子板相互连接，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；

所述压电驱动控制单元：压电陶瓷传感器和加速度传感器将测量的振动信号输入计算机得到控制信号，依次经过运动控制卡及端子板，输入压电放大电路，驱动压电片驱动器；

所述供气回路控制单元：计算机根据预定轨迹，输出控制信号，经过运动控制卡、端子板驱动开关阀驱动电路进一步控制供气回路，控制卫星本体结构的悬浮。

3.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述展开主板及展开副板均为蜂窝夹芯板结构。

4.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述加速度传感器为十个，第一展开板结构及第二展开板结构各设置五个，其安装分配为，第二展开副板、第三展开副板、第五展开副板、第六展开副板及第七展开副板各设置一个，均设置在自由端宽度方向的中线处。

5.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述压电片驱动器为24片，分别粘贴在第一展开板结构及第二展开板结构的展开主板上，每个展开主板粘贴12片，正反面对称粘贴，并联连接。

6.根据权利要求1所述的振动控制装置，其特征在于，所述压电陶瓷传感器包括54片压电陶瓷片，每个展开板结构粘贴27片。

7.根据权利要求1-6任一项所述的振动控制装置，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与计算机连接。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的振动控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步 利用压电陶瓷传感器和加速度传感器分别检测二维多次展开板的振动，得到相应的测量信号；

第二步 将步骤一采集到的压电陶瓷传感器信号经由电荷放大器放大，通过端子板的传输，模拟信号经过运动控制卡内部的A/D转换模块转换成数字信号输入到计算机中；同时加速度传感器检测的振动信号输至运动控制卡，将模拟信号通过运动控制卡内部的A/D转换模块转换成数字信号输入到计算机中；

第三步 根据压电陶瓷传感器和加速度传感器所获得的振动信号，传输到计算机后，通过OpenGL的三维图像处理和渲染技术，在显示屏上实时的显示运动二维多次展开板的运动振动情况，实现可视化；

第四步 根据第二步获得的检测信号，计算机运行相应的主动控制算法，处理得到相应的振动反馈信号通过运动控制卡的D/A模块输出，经由端子板的信息传递，通过压电放大电路放大信号后，输出到压电片驱动器中进行响应，用于控制运动二维多次展开板的振动；同时，也运行相应主动控制算法后，得到的相应振动反馈信号通过运动控制卡、端子板的D/A模块输出传给伺服电机驱动器，驱动伺服电机的转动，伺服电机的转动驱动滚动导轨结构运动，从而控制运动二维多次展开板本体部分的移动和振动；

第五步 通过改变相关控制参数，进行反复试验，获得多次实验结果，得到运动二维多次展开板的振动特性及控制效果。