[發明專利]一維微振動主動隔振平臺

在審

• 申請號: 201410779098.5
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN105759865A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 楊凌云
• 申請（專利權）人: 成都創客之家科技有限公司
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉曉剛

技術領域

本發明涉及一種自動隔振平臺，特別是一種一維微振動主動隔振平臺。

背景技術

在實際工程環境中，結構振動多為低頻及中低頻振動，對其采用被動抑制方法很難預期抑制效果，而主動控制技術對低頻振動的控制則具有明顯優勢，其控制精度高，控果好，且代價小。基于壓電智能結構的主動隔振技術是當前研究熱點之一。國內外研究學者對一維主動隔振平臺進行了深入研究。應用動復合控制方法對垂直方向低頻振動進行隔離研究、對多級低頻振離進行研究。應用壓縮空氣驅動器及前饋與反饋控制算法對交通工具座椅振動隔離系統進行了研究。國內研究學者對基于壓電堆驅動器的主動隔振系統進行了初步究。對基于壓電堆驅動器的支架振動隔離進行了實驗研究，取一定控制效果。采用反饋控制算法對基于壓電堆驅動器的主動隔振系統進行研究，應用壓電堆驅動器對超精密機床進行了振動主動隔離實驗研究，其控制方法采用了模糊控制器，隔振效果不是很明顯。

發明內容

本發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種一維微振動主動隔振平臺，壓電堆驅動器具有驅動力與位移量大，響應速度快。

一維微振動主動隔振平臺，包括主動隔振結構、加速度傳感器、壓電驅動系統，其加速度傳感器，選用了333B42系列ICP壓電加速度傳感器，信號調理電路放大倍數為40/3，結合所用的ICP壓電加速度傳感器的電壓靈敏度為0.5V/g，測量的振動信號加速度為信號調理電路輸出電壓*0.15g。

自動控制系統主要用于對一維微振動主動隔振平臺進行自動控制，降低其頂部的振動狀態，從而實現主動隔振的目的，主要由信號調理系統、A/D與D/A轉換器、基于PC機的自適應信號處理系統構成。

本發明控制系統所需要的控制信號：振動參考信號x、振動誤差信號e，其中，振動參考信號x選擇基體結構上的振動加速度信號，振動誤差信號e來自于主動隔振平臺上被控位置處的振動加速度信號，此振動加速度信號為被控位置處的振動信號與通過控制通道所施加的振動信號的疊加結果。

一種一維微振動主動隔振平臺的硬件系統，控制系統采用基于PC機的HY-8021數據采集卡硬件結構，其特征在于：來自壓電加速度傳感器的參考信號和誤差信號經過低通濾波后，由HY-8021數據采集卡上的A/D轉換模塊進行實時采集，然后由PC機對采集數據進行自適應算法處理，獲得控制信號。

作為本發明的一種優選方案，控制系統中可以設置被控系統震動信號uc，振動結構（基體）振動狀態檢測信號。

有益效果：一維微振動主動隔振平臺，利用振動加速度信號，具有結構簡單、可靠性高、隔振性能優異等特點，可廣泛用于各種微振動主動隔離場合，壓電堆驅動器具有驅動力與位移量大，響應速度快等特點，適合于主動隔振應用研究。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構圖。

圖中標記：1-電壓作動筒、2-動率放大器、3-低通濾波器、4-模數轉換器、5-計算機控制系統、6-單片機、7-數模轉換器、8-低通濾波器、9-低通濾波器、10-低通濾波器。

具體實施方式

一維微振動主動隔振平臺，包括主動隔振結構、加速度傳感器、壓電驅動系統，加速度傳感器主要用于對一維主動隔振平臺中的各種振動信號進行采集，振動信號主要有：參考信號、誤差信號以及基體結構振動狀態信號。加速度傳感器的選型至關重要，一方面要使加速度傳感器在測量振動信號時對控制系統不產生影響，或者其影響可控制在可忽略的程度上，這主要從選用質量較小的加速度傳感器來保證。另一方面還要確保加速度傳感器的測量精度達到要求，如靈敏度、頻率范圍等，這將直接關系到控制系統各輸入信號的精度水平。鑒于上面各方面考慮，壓電加速度傳感器具有體積小，重量輕（5gm）、電壓靈敏度高（約0.5V/g）、共振頻率高（約30KHz）等特點，其特征在于：加速度傳感器，選用了333B42系列ICP壓電加速度傳感器，信號調理電路放大倍數為40/3，結合所用的ICP壓電加速度傳感器的電壓靈敏度為0.5V/g，測量的振動信號加速度為信號調理電路輸出電壓*0.15g。