[發明專利]高頻液壓激振系統伺服控制方法及控制裝置

在審

• 申請號: 201410691125.3
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104407639A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 嚴俠;陳穎;胡紹全;李明海;王玨;李曉琳;胡勇;王宇飛;師偉鵬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

1.一種高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用雙參量生成器，將激振系統的給定信號轉換為位移、加速度兩個分量；

(2)建立伺服控制系統的位移和加速度閉環，通過位移階躍響應，調節位移反饋PID增益；

(3)針對激振系統的高頻段，根據系統的正弦響應情況，適當調整加速度反饋增益，以提高激振系統高頻特性，改善加速度波形失真度。

2.如權利要求1所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于：所述伺服控制方法是采用FPGA單板機進行底層的快速運算和自帶的40M時鐘信號定時，以實現伺服控制器的一個閉環周期精確定步長；同時，根據信號的頻寬要求，選擇0.25ms的精確閉環周期；利用DMA方式，進行給定信號輸入和多路控制信號輸出，以保證給定信號的發送與控制信號采集能夠不間斷不丟點的實時運行。

3.如權利要求1所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于：所述步驟(3)中實際響應與給定信號之間存在著相位差，所述加速度反饋增益的參數可設定為正值或負值。

4.如權利要求1所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中所述伺服控制系統閉環后處于受控狀態，其低頻段以位移控制為主，高頻段以加速度控制為主。

5.如權利要求1所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于，所述步驟(1)呈現出以位移控制為主的低頻段位移大加速度小和以加速度控制為主高頻段位移小加速度大的兩個運動特征。

6.如權利要求1所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法，其特征在于：所述步驟(1)的生成器采用RC電路構建的雙參量生成器或基于單自由度系統的雙參量生成器。

7.一種基于上述權利要求1至6任一所述的高頻液壓激振系統伺服控制方法的高頻液壓激振系統伺服控制裝置，其特征在于：所述伺服控制裝置包括上位機、與所述上位機雙向電連接的下位機、與所述下位機電連接的控制傳感器和伺服控制機箱；

所述上位機用于用戶操作和數據顯示，其通過以太網與所述FPGA單板機雙向電連接；

所述下位機包括FPGA單板機和信號適調模塊；所述FPGA單板機為實時控制器且用于進行實時伺服閉環控制，具體是用于完成實時控制算法并采集控制信號和輸出驅動信號，其由直流電源供電且與所述信號適調模塊雙向電連接；所述信號適調模塊由所述直流電源供電，其集成有加速度適調模塊、位移適調模塊及功率放大模塊；

所述控制傳感器包括與所述加速度適調模塊電連接的加速度傳感器以及與所述位移適調模塊電連接的位移傳感器；

所述FPGA單板機發出的驅動信號由所述功率放大模塊來驅動所述電液伺服閥，以推動激振系統振動；

所述伺服控制機箱用于封裝所述FPGA單板機、加速度適調模塊、位移適調模塊、功率放大模塊及直流電源。

8.如權利要求7所述的高頻液壓激振系統伺服控制裝置，其特征在于：所述FPGA單板機是通過采集所述位移傳感器和加速度傳感器的信號，并輸出驅動信號給所述功率放大模塊，由所述功放驅動模塊輸出電流驅動所述電液伺服閥。