[发明专利]一种基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置

权利要求书

1.一种基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，包括：跟随轴系旋转的振动控制电路模块，及用于为振动控制电路模块供电的无线感应供电模块；

所述振动控制电路模块包括压电单元、电阻-电感电路单元、负电容单元及非线性模拟电路单元，所述压电单元的正电极与所述电阻-电感电路单元的正输入端连接，所述电阻-电感电路单元、所述负电容单元及所述非线性模拟电路单元依次串联，所述非线性模拟电路单元的负输入端与所述压电单元的负电极连接；

所述非线性模拟电路单元由电压跟随器电路、差分放大器电路、同相放大器电路及倍增器电路组成；所述电压跟随器电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器及第三电压跟随器，所述第一电压跟随器的输出端与所述差分放大器电路的同相输入端连接，所述第二电压跟随器的输出端与所述差分放大器的反相输入端连接；所述差分放大器电路的输出端与所述同相放大器电路的同相输入端连接；所述同相放大器电路的输出端与所述倍增器电路的输入端连接；所述倍增器电路的输出端通过一电阻与所述第三电压跟随器的输入端连接；

所述无线感应供电模块包括无线感应发射器、无线感应线圈及信号调理电路，所述无线感应发射器通过发射电路与导电金属发射头连接，产生高频感应磁场；

所述无线感应线圈缠绕于轴系轴颈表面，随轴系高速运转，且所述无线感应线圈通过与所述导电金属发射头之间的电磁耦合获得电能；

所述信号调理电路与所述无线感应线圈连接，将感应的交流电信号转换为直流电信号为所述振动控制电路模块提供电源。

2.如权利要求1所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，所述无线感应线圈与导电金属发射头的表面固定位置对准，并与导电金属发射头的表面保持一定间隙，确保电能无线传输有效的同时，不干涉轴系正常运转。

3.如权利要求1所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，所述压电单元为压电陶瓷贴片，所述压电单元通过环氧树脂胶粘剂黏贴于尾传动轴系的轴颈表面。

4.如权利要求3所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，在对尾传动轴系第一阶临界转速处振动响应进行控制时，所述压电单元布置于目标模态的最大振幅位置处；

在对轴系前两阶临界转速处振动响应均进行控制时，所述压电单元需根据轴系前两阶弯曲振动模态进行权重优化。

5.如权利要求1所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，所述电阻-电感电路单元包括电阻元件及合成电感电路，所述合成电感电路串联于所述电阻元件的输出端与所述负电容单元的输入端之间；

所述合成电感电路包括运算放大器、四个电阻元件R及电容元件C及3C，所述合成电感电路的模拟电感量可由下式计算得到：L＝2CR²。

6.如权利要求1所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，所述负电容单元包括一个运算放大器、两个电阻元件及一个并联的电阻-电容电路，所述负电容单元的实际作用效果等效于并联的负容抗和负阻抗，其中，负容抗用于抵消压电单元的寄生电容，增强机电耦合系数和宽频抑制效果，负阻抗用于消除运算放大器的偏置电流及偏置电压引起的误差。

7.如权利要求1所述的基于非线性模拟电路的超临界轴系减振装置，其特征在于，所述增器电路包括多级乘法器，乘法器的级数根据需构造的非线性模拟电路的阶次确定；

所述同相放大器电路的输出端与第一级乘法器的两组输入端及其他各级乘法器的一组输入端同时连接，各级乘法器的输出端与下一级乘法器的其中一组输入端依次连接。