[發明專利]一種基于壓電堆驅動器抑制伸縮柔性結構振動裝置與方法

有效

• 申請號: 201710756559.0
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107420477B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 邱志成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16F15/00
• 分類號: F16F15/00;G05B19/042
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

1.一種基于壓電堆驅動器抑制伸縮柔性結構振動裝置，其特征在于，包括直線位移傳感器、直線運動驅動器、雙轉動輪、安裝支架、可伸縮柔性梁、加速度傳感器及放大型壓電堆驅動器；

所述安裝支架為L形，所述可伸縮柔性梁一端固定在安裝支架豎直桿的一側，其另一端為自由端，所述直線運動驅動器的輸出桿與安裝支架的豎直桿的另一側連接，所述直線位移傳感器與安裝支架連接，且與直線運動驅動器位于同一側，所述可伸縮柔性梁的上下兩側通過一對雙轉動輪夾持，當可伸縮柔性梁運動時，雙轉動輪轉動，雙轉動輪與放大型壓電堆驅動器安裝位置之間的長度為可伸縮柔性梁伸縮的長度；

所述放大型壓電堆驅動器一端與安裝支架的水平桿連接，另一端與可伸縮柔性梁連接，用于抑制可伸縮柔性梁的振動，所述可伸縮柔性梁的自由端放置加速度傳感器；

還包括伺服放大器、運動控制卡、電壓放大器、電荷放大器及計算機；

所述計算機輸出運動控制信號到運動控制卡，然后輸出到伺服放大器驅動直線運動驅動器運動，直線位移傳感器檢測直線運動驅動器的運動位移，輸入運動控制卡后輸入計算機；

所述加速度傳感器檢測可伸縮柔性梁的振動信號，輸入電荷放大器，經過運動控制卡后輸入計算機；

計算機根據輸入信號得到控制量經運動控制卡D/A轉換后輸出到電壓放大器放大后驅動放大型壓電堆驅動器，所述放大型壓電堆驅動器與可伸縮柔性梁同步直線運動，用于抑制可伸縮柔性梁的振動；

所述放大型壓電堆驅動器選用CEDRAT壓電執行器。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓電堆驅動器抑制伸縮柔性結構振動裝置，其特征在于，所述直線位移傳感器選用FAGOR光柵尺。

3.根據權利要求1-2任一項所述的一種基于壓電堆驅動器抑制伸縮柔性結構振動裝置的方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，計算機產生伸縮運動的信號，輸出運動控制卡，然后進入伺服放大器驅動直線運動驅動器運動，直線位移傳感器檢測直線運動驅動器的運動位移；

第二步，直線運動驅動器的運動激勵可伸縮柔性梁的振動，加速度傳感器檢測的可伸縮柔性梁的振動信號，進過電荷放大器放大后，經過運動控制卡轉換后輸入到計算機，經過運算控制算法后，得到控制量，然后經運動控制卡D/A轉換后輸出到電壓放大器放大后驅動壓電堆驅動器，抑制可伸縮柔性梁的振動；

第三步，經過計算機運行振動分析處理相關算法，得到柔性梁可伸縮量伸縮運動時的振動特性，即振動隨著伸縮位移的特性，伸縮特性具體指柔性梁伸縮時，柔性梁的振動幅值和頻率的變化特性，并且得到該裝置對可伸縮柔性梁振動的抑制特性。