[发明专利]减振控制装置及应用其的减振系统

权利要求书

1.一种减振控制装置，其特征在于，包括：

减振控制器，用于调用差分方程形式的传递函数对数字输入信号进行处理，得到数字输出信号：其中，所述数字输入信号为由感应外界振动所产生的压电感应信号得到；所述数字输出信号用于生成抑制所述外界振动的压电作动信号；

处理过程的表达式为：G(s)＝Y(s)/U(s)，其中，G(s)为传递函数，Y(s)和U(s)分别为数字输出信号和数字输入信号的拉普拉斯变换；

所述传递函数G(s)的表达式如下：

其中，s＝jω，为拉普拉斯变换的复变量，ω为频域系数；k₃₁为自感作动压电片的力电耦合系数；为自感作动压电片定常应力情况下的本征电容；

其中，n为预设的极点、零点、阻尼系数的数量；ω_p,i、ω_z,i、β_i分别为第i个极点的频率、第i个零点的频率，第i个阻尼系数；i＝1，2，……，n。

2.根据权利要求1所述的减振控制装置，其特征在于，所述减振控制器包括：

系数接收模块，用于接收传函系数，所述传函系数为所述传递函数经过Z变换后分子、分母各阶项的系数；

传函生成模块，用于利用所述传函系数生成所述差分方程形式的传递函数；

信号处理模块，用于调用所述差分方程形式的传递函数对数字输入信号进行处理，得到数字输出信号。

3.根据权利要求2所述的减振控制装置，其特征在于，还包括：

上位机，用于利用预存的传递函数框架以及输入的可调参数，生成传函系数；并将所述传函系数下发至所述系数接收模块；

其中，所述可调参数为下列变量组中的一项或者多项：{n、ω_p,i、ω_z,i、β_i}；所述传递函数框架为所述传递函数中除可调参数之外的其他部分。

4.根据权利要求2所述的减振控制装置，其特征在于，1≤n≤30，0＜β_i＜1；所述ω_z,i的取值范围满足：

5.根据权利要求2所述的减振控制装置，其特征在于：

所述减振控制装置还包括：感应信号处理电路，其后端连接至感应信号采集面，用于将由自感作动压电片感应外界振动得到的压电感应信号进行规整化处理；所述感应信号处理电路包括：感应信号电平调节器，其后端连接至所述感应信号采集面，用于将压电感应信号的电平调节至所述模数转换模块所能表达的电平范围内；低通滤波器，连接于所述感应信号电平调节器和模数转换模块之间，用于滤除输入信号的杂波；

所述减振控制器还包括：模数转换模块，连接于所述感应信号处理电路和信号处理模块之间，用于对感应信号处理电路的输出信号进行模数转换，得到所述数字输入信号，并将所述数字输入信号输出至所述信号处理模块；

所述减振控制器还包括：数模转换模块，其后端连接至信号处理模块，用于将所述信号处理模块输出的数字输出信号进行数模转换；

所述减振控制装置还包括：控制信号处理电路，连接于数模转换模块和控制信号反馈面之间，用于对数模转换模块的输出信号进行规整化处理，得到驱动自感作动压电片动作以抑制外界振动的压电作动信号。

6.根据权利要求5所述的减振控制装置，其特征在于：

所述控制信号处理电路包括：控制信号电平调节器，其后端连接至所述数模转换模块，用于抵消所述感应信号电平调节器的作用，将输出信号的电平调节至压电感应信号的电平范围；可调电阻器，连接于所述控制信号电平调节器和控制信号反馈面之间，其作为电压控电流源以电流的形式反馈压电作动信号。

7.一种减振系统，其特征在于，包括：

如权利要求5所述的减振控制装置；

压电减振机构，固定于产生外界振动的振动部件，其具有感应信号采集面和控制信号反馈面；

其中，所述感应信号采集面连接至所述感应信号处理电路，所述控制信号处理电路连接至所述控制信号反馈面。