[发明专利]一种绳系式人工激振控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于，包括：

作动装置，所述作动装置包括底座、液压油缸、伺服作动筒以及导向轮，所述液压油缸、所述伺服作动筒以及所述导向轮均安装在所述底座上，所述液压油缸通过高压油管与所述伺服作动筒连通油路，所述液压油缸用于产生油路流量；

拉索，所述拉索的一端穿过所述导向轮与所述伺服作动筒的活塞杆连接，所述拉索的另一端用于与激振对象结构连接；

控制器，所述控制器与所述伺服作动筒信号连接，所述控制器用于通过电压信号对所述伺服作动筒进行液压作动控制。

2.根据权利要求1所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述作动装置还包括油缸安装座和油缸后垫块，所述油缸安装座和所述油缸后垫块均设置在所述底座上，所述液压油缸安装在所述油缸安装座和所述油缸后垫块之间。

3.根据权利要求1所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于，所述伺服作动筒包括：

作动筒壳体，所述作动筒壳体靠近所述液压油缸的一端设有进油口，所述液压油缸通过高压油管和所述进油口与所述伺服作动筒连通油路；

活塞，所述活塞设置在所述作动筒壳体内；

电液伺服阀，所述电液伺服阀设置在所述作动筒壳体内，且位于所述活塞靠近所述进油口的一侧，所述控制器通过所述电液伺服阀对所述伺服作动筒进行液压作动控制；

活塞杆，所述活塞杆位于所述活塞远离所述进油口的一侧，所述活塞杆的一端与所述活塞固定连接，所述活塞杆的另一端穿出所述作动筒壳体与所述拉索连接；

弹簧组件，所述弹簧组件设置在所述作动筒壳体内，且位于所述活塞远离所述进油口的一侧，所述弹簧组件的一端与所述活塞固定连接，所述弹簧组件的另一端与所述作动筒壳体的内壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述导向轮包括基座、支架以及滑轮，所述基座设置在所述底座上，所述滑轮通过所述支架安装在所述基座上，所述滑轮与所述活塞杆位于同一竖直平面内。

5.根据权利要求4所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述拉索的一端绕过所述滑轮的底部与所述活塞杆连接，所述滑轮的底部与所述活塞杆位于同一水平面内。

6.根据权利要求1所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述绳系式人工激振控制系统还包括测力传感器，所述测力传感器设置在所述拉索上，所述测力传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述测力传感器用于采集所述拉索的张拉力数据。

7.根据权利要求1所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述绳系式人工激振控制系统还包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述活塞杆上，所述位移传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述位移传感器用于采集所述活塞杆的位移数据。

8.根据权利要求1所述的一种绳系式人工激振控制系统，其特征在于：所述绳系式人工激振控制系统还包括高速摄像仪，所述高速摄像仪的输出端与所述控制器的输入端连接，所述高速摄像仪用于采集所述拉索的振动图像数据。

9.一种绳系式人工激振控制系统的控制方法，用于通过如权利要求1至7中任一项所述的绳系式人工激振控制系统执行，其特征在于，包括以下步骤：

通过所述控制器产生电压信号，并通过所述电压信号控制所述伺服作动筒作动；

通过所述活塞杆对所述拉索的一端施加周期性伸缩作动，使得所述拉索在轴向位移伸缩作动下产生横向振动，进而通过调节轴向所动频率使得所述拉索的横向振动进入共振状态；

通过所述拉索的另一端对激振对象结构施加周期性张拉力，使得激振对象结构产生振动响应。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：

预先获取所述拉索的质量分布数据、垂度数据以及预张拉力数据；

激振过程中实时采集所述拉索的实时张拉力数据、振动图像数据以及所述活塞杆的实时位移数据；

根据所述振动图像数据确定所述拉索的振型形态和振动频率；

根据所述质量分布数据、所述垂度数据、所述预张拉力数据、所述实时张拉力数据、所述振型形态、所述振动频率以及所述实时位移数据调节所述电压信号的频率和幅值；

当所述拉索的周期性张拉力稳定，保持所述电压信号的频率和幅值不变，直至激振结束。