[實(shí)用新型]電液激振器振動(dòng)波形控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920124009.8
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN201522364U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮健;賈文昂;李勝;裴翔;俞浙青;朱發(fā)明;任燕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01N3/02;G05B19/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電液激振器輸出波形控制裝置。

背景技術(shù)

振動(dòng)試驗(yàn)作為現(xiàn)代工業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)試驗(yàn)和產(chǎn)品研發(fā)的重要手段，廣泛應(yīng)用于許多重要的工程領(lǐng)域，如汽車和行走機(jī)械的道路模擬試驗(yàn)；工程材料、水壩及高層建筑的抗震疲勞試驗(yàn)等。

激振的方式主要有機(jī)械式、電磁式和電液式三種類型，機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、成本低；但由于機(jī)械結(jié)構(gòu)所限，存在上限頻率較低、波形失真較大及有機(jī)械雜波等缺點(diǎn)。電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)具有波形失真度較小、工作頻率范圍大等優(yōu)點(diǎn)；但是，電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)由于受到固有磁飽和的限制，不易獲得大激振力，此外，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)位移有限和需要輔助冷卻裝置。

電液激振與前二者相比具有激振功率大、推力大、能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)激振的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重載、大功率的場合。現(xiàn)有的電液式激振的工作原理是通過對噴嘴擋板伺服閥或比例伺服閥輸入激振信號控制液壓執(zhí)行元件(油缸或馬達(dá))作往復(fù)直線或扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使施振對象起振。受伺服閥工作結(jié)構(gòu)的限制，按這種原理工作的電液激振器一般應(yīng)用開環(huán)控制技術(shù)，其輸出波形的零偏(輸出波形載荷的平均值)、相位和幅值隨激振頻率變化而變化，不能對零偏、相位和幅值等參數(shù)進(jìn)行精確的控制，輸出波形的失真度較大，精度較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服已有激振器輸出波形控制裝置的輸出波形失真度較大、精度較低的不足，本實(shí)用新型提供一種采用閉環(huán)控制、輸出波形失真度較小、控制精度高的電液激振器振動(dòng)波形控制裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種電液激振器振動(dòng)波形控制裝置，包括油源、高頻激振閥、并聯(lián)伺服閥、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和加載對象；所述油源與高頻激振閥、并聯(lián)伺服閥連通，所述高頻激振閥、并聯(lián)伺服閥均與所述液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述加載對象連接，所述并聯(lián)伺服閥包括用以控制凸輪機(jī)構(gòu)推動(dòng)并聯(lián)伺服閥閥芯滑動(dòng)的零偏伺服電機(jī)，所述高頻激振閥為2D電液高頻激振閥，所述2D電液高頻激振閥包括用以控制激振閥閥芯軸向滑動(dòng)的軸向伺服電機(jī)；所述閉環(huán)控制裝置還包括，用以檢測電液激振的輸出波形的位置檢測裝置、用以采集輸出波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集控制器、用以控制各個(gè)伺服電機(jī)的電液伺服控制器和用以實(shí)現(xiàn)反饋控制的工控機(jī)，所述位置檢測裝置安裝在所述液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，所述位置檢測裝置與數(shù)據(jù)采集控制器連接，所述數(shù)據(jù)采集控制器與所述工控機(jī)連接，所述工控機(jī)與所述電液伺服控制器連接，所述電液伺服控制器連接所述零偏伺服電機(jī)和軸向伺服電機(jī)；所述工控機(jī)包括：控制執(zhí)行模塊，用以將設(shè)定的激振波形信號分解為零偏控制信號和幅值控制信號，并將控制信號輸出到電液伺服控制器。

作為優(yōu)選的一種方案：所述工控機(jī)還包括：反饋比較模塊，用以將位置檢測裝置檢測的位移波形信號分解后的零偏反饋信號和幅值反饋信號分別與零偏控制信號和幅值控制信號比較，并將比較后的差值信號發(fā)送給電液伺服控制器。

作為優(yōu)選的再一種方案：所述2D電液高頻激振閥還包括用以控制激振閥閥芯旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接所述電液伺服控制器；在所述控制執(zhí)行模塊中，將設(shè)定的激振波形信號還分解為相位控制信號；在所述反饋比較模塊中，還將位置檢測裝置檢測的位移波形信號分解后的相位反饋信號與相位控制信號比較，并將比較后的差值信號發(fā)送給電液伺服控制器。

進(jìn)一步，所述的液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)為液壓激振缸或液壓馬達(dá)。

再進(jìn)一步，所述的位置檢測裝置為位移傳感器或是角度傳感器，安裝在液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)的活塞桿上。

更進(jìn)一步，所述的并聯(lián)伺服閥為直動(dòng)式三位四通換向閥或螺旋伺服式三位四通換向閥。

所述的2D電液高頻激振閥由一伺服電機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)控制閥芯的軸向滑動(dòng)，進(jìn)而控制電液激振缸輸出波形的幅值；由另一伺服電機(jī)控制閥芯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制電液激振缸輸出波形的激振頻率和相位。

本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為：基于2D電液高頻激振閥的電液激振器的分解控制技術(shù)，對電液激振器輸出波形的零偏、相位和幅值進(jìn)行精確的閉環(huán)控制，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償因激振頻率變化引起的輸出波形的零偏、相位和幅值變化，對零偏、相位和幅值實(shí)現(xiàn)精確的閉環(huán)控制。