[發明專利]模態寬頻振動消除應力設備控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 201310320822.3
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103353732A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 鄭軒
• 申請（專利權）人: 北京翔博科技有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 路遠

技術領域

本發明涉及一種控制電路，特別是涉及一種用于高速振動設備的控制電路。

背景技術

如圖1所示，作為模態寬頻振動消除應力設備的寬頻激振器，包括底座、直線電機、工件夾緊裝置和導軌，所述直線電機固定安裝在底座上，所述工件夾緊裝置通過導軌安裝在底座上，所述直線電機的輸出軸固定連接在工件夾緊裝置上，所述直線電機的輸出軸的軸線與導軌平行。工作時首先將工件8固定安裝在工件夾緊裝置3上，然后控制直線電機2的輸出軸以設定的頻率來回運動，從而帶動固定安裝在工件夾緊裝置3上的工件振動，實現工件8的振動時效處理。

寬頻激振器是一種寬頻高速振動的機電裝置，在消除時效的振動過程中，存在振動過程中電機連續變頻時的過峰問題，以及在不同頻點的多振型振動模擬精度等具體技術問題。對于以直線電機為激振源的寬頻激振器，需要一套行之有效的控制電路控制寬頻激振器輸出激振力的寬頻特性。

發明內容

本發明的目的是提供一種模態寬頻振動消除應力設備控制電路，完成寬頻激振器工況時對激振源輸出激振力的精確控制。

本發明的另一個目的是利用上述控制電路實現對激振力的精確控制。

本發明的模態寬頻振動消除應力設備控制電路，包括寬頻激振器直線電機的控制電路，其特征在于：還包括由位置傳感器模塊、實時驅動控制模塊和集成顯示處理模塊組成的控制電路，

位置傳感器模塊，用于采集寬頻激振器工況時運動部件的狀態信號，調理采集的狀態信號；

實時驅動控制模塊，用于依據存儲的時效處理模型和待處理工件的初始化數據，進行振動數據計算，生成寬頻激振器的控制數據，轉換為驅動信號輸出至寬頻激振器的直線電機控制電路；

接收傳感器采集的寬頻激振器的工況數據，參與振動數據的計算，形成修正的控制數據；

傳送寬頻激振器的工況數據至集成顯示處理模塊；

接收集成顯示處理模塊傳送的振動數據計算過程的控制參數；

集成顯示處理模塊，用于提供系統間的數據通信端口和人機交互界面，接收并存儲實時驅動控制模塊發送的寬頻激振器的工況數據，生成并發送模態寬頻振動消除應力控制參數。

所述實時驅動控制模塊包括數字信號處理器、可編程門陣列，數字信號處理器和可編程門陣列間通過數據總線連接；所述集成顯示處理模塊包括嵌入式處理器，

數字信號處理器，用于完成模態分析實時計算過程，生成振動數據傳送至可編程門陣列；接收可編程門陣列傳送的寬頻激振器的工況數據，完成對寬頻激振器的實時控制；

可編程門陣列，用于將生成的寬頻激振器的驅動數據轉換為寬頻激振器直線電機的驅動信號，將寬頻激振器的工況信號轉換為工況數據，將驅動數據和工況數據按相應通信協議封裝，發送相應通信端口；

嵌入式處理器，用于將寬頻激振器的工況參數與不同系統進行數據交換，生成人機交互數據。

所述位置傳感器模塊包括光柵尺位移傳感器和激光位移傳感器，

光柵尺位移傳感器，用于采集寬頻激振器的直線電機工況時的位移信號；

激光位移傳感器，用于采集寬頻激振器的直線電機工況時夾緊裝置固定的工件的位移信號。

所述實時驅動控制模塊還包括與數字信號處理器通過數據總線連接的第一運算存儲器和第一靜態存儲器，還包括與可編程門陣列通過數據總線連接的第二運算存儲器、第二靜態存儲器，還包括串行輸入電壓輸出數模轉換器、第一光電耦合輸入輸出端口，

第一運算存儲器，用于存儲完成振動數據計算過程中的中間數據；

第一靜態存儲器，用于存儲時效處理模型和待處理工件的初始化數據；

第二運算存儲器，用于存儲數據轉換的中間數據；

第二靜態存儲器，用于存儲數據轉換模型和協議轉換模型；

串行輸入電壓輸出數模轉換器，用于接收光柵尺位移傳感器采集的位移信號，發送寬頻激振器直線電機的驅動信號；

第一光電耦合輸入輸出端口，用于接收激光位移傳感器采集的位移信號。

所述集成顯示處理模塊還包括與嵌入式處理器通過數據總線連接的內聯以太網端口，所述實時驅動控制模塊還包括與可編程門陣列通過數據總線連接的第一以太網端口，第一以太網端口與內聯以太網端口相連接。

所述集成顯示處理模塊還包括與嵌入式處理器通過數據總線連接的視頻數模轉換器、USB端口、第三運算存儲器和第三靜態存儲器，

視頻數模轉換器，用于將人機交互界面中顯示數據轉換為視頻信號；

USB端口，用于接收人機交互界面中的輸入信號；