[發明專利]工作帶寬內具有幅值自穩定正弦波激勵力的電磁激振器

有效

• 申請號: 201410045966.7
• 申請日: 2014-02-08
• 公開（公告）號: CN103808453A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 許德章;許玉云;張菀
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

1.工作帶寬內具有幅值自穩定正弦波激勵力的電磁激振器，包括電磁激振執行機構（4）和正弦波激勵力控制系統；所述電磁激振執行機構（4）包括左磁鐵機構、右磁鐵機構、前軸承組件（45）和后軸承組件（47），其中左磁鐵機構和右磁鐵機構結構相同，且對稱設于底板（49）上；所述前軸承組件（45）和后軸承組件（47）相互平行，且平行位于左磁鐵機構和右磁鐵機構之間；所述左磁鐵機構包括中部套設有左線圈（424）的左E形磁鐵（41）、左銜鐵（43）和左連接板（44）；所述右磁鐵機構包括中部套設有右線圈（425）的右E形磁鐵、右銜鐵和右連接板；

其特征在于：所述正弦波激勵力控制系統包括力幅度控制函數發生器（1）、力控制環（2）和電流控制環（3）；所述力幅度控制函數發生器（1）包括電腦和控制程序，電腦為激勵力控制系統的上位機，所述控制程序由上位機運行，依據關系式????????????????????????????????????????????????計算力幅度控制量U_g，以補償激勵力幅度隨頻率增加而引起的衰減；所述力控制環（2）包括多功能卡U1的硬件電路，所述多功能卡U1與上位機通過PCI標準擴展槽接口連接，用于實現電磁激振器輸出激勵力信號U_g和U_f采集、完成模數轉換A/D、數模轉換D/A操作，以及模擬信號U_ig輸出；所述模擬信號U_ig為電流控制環（3）的輸入信號；所述電流控制環（3）由電子電路組成，包括比較器（31）、電流環控制器（32）、功率放大器（33）和電流采樣單元（34）；將接收的電流控制給定信號放大、運算，輸出勵磁電流i_L，用于驅動電磁激振執行機構（4）的左線圈（424）和右線圈（425）；電磁激振執行機構（4）的左線圈（424）的一端和右線圈（425）的一端分別通過二極管連接著正弦波激勵力控制系統的電流輸出端；左線圈（424）的另一端與右線圈（425）的另一端分別連接著電流采樣單元（34）；激勵力輸出為推挽形式，左線圈（424）勵磁產生正弦波激勵力正半周傳遞到前傳動軸（46）；同理右線圈（425）勵磁產生正弦波激勵力負半周也傳遞到后傳動軸（48）；輸出完整的正弦波激勵力；在前軸承組件（45）、后軸承組件（47）的導向下，左連接板（44）和右連接板在傳遞激勵力過程中產生的力矩得以消除。

2.根據權利要求1所述的工作帶寬內具有幅值自穩定正弦波激勵力的電磁激振器，其特征在于：所述前軸承組件（45）包括套設在前傳動軸（46）上的前軸承，前軸承設于前軸承座（452）上，前傳動軸（46）的兩端分別對應連接著左連接板（44）的一端和右連接板的一端，所述前軸承座（452）固定在底板上；所述后軸承組件與前軸承組件結構及尺寸相同，包括套設在后傳動軸（48）上的后軸承，后軸承設于后軸承座上，后傳動軸（48）的兩端分別對應連接著左連接板（44）的另一端和右連接板的另一端；所述左連接板（44）的中部和右連接板的中部分別連接著銜鐵，左連接板（44）連接的銜鐵位于左E形磁鐵（41）中部的槽口內，右連接板連接的銜鐵位于右E形磁鐵中部的槽口內。

3.根據權利要求1所述的工作帶寬內具有幅值自穩定正弦波激勵力的電磁激振器，其特征在于：所述力控制環（2）的多功能卡型號為PXI-4461；其內包括求差計算單元、力控制器單元和模數轉換（D/A）（24）；求差計算單元實現對采集的信號U_g和U_f的求差計算，獲得差值信號U_e，U_e再經力控制器單元的比例積分微分（PID）運算后，其結果經多功能卡U1內配置的模數轉換（D/A）（24）變換成模擬信號U_ig，由多功能卡U1的AO0端口輸出，作為電流控制環（3）的輸入信號，即向電流控制環（3）下達電流控制給定信號；其中，電磁激振器輸出的正半周激勵力和負半周激勵力信號由外部標配傳感器組件提供，用于實時檢測電磁激振器輸出的激勵力；所述力采樣器（25）即為標配傳感器組件，從市場直接選購，安裝在電磁激振器和被測傳感器之間；所述激勵力信號的正半周信號由力采樣器（25）輸出，送入U1的AI0接線端，激勵力信號的負半周信號也由力采樣器（25）輸出，送入U1的AI1接線端，再通過集成在多功能卡U1上的模數轉換（A/D）（22）變換成數字信號U_f。