[發(fā)明專利]一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112696553A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林君哲;王元元;韓清凱;馬輝;羅忠;孫偉;李暉
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置，其特征在于，所述裝置包括：輸入壓力傳感器(2)、信號調(diào)理單元(3)、A/D模塊(4)、輸出壓力傳感器(5)、控制單元(6)、D/A模塊(7)、智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)；

所述信號調(diào)理單元(3)包括第一信號調(diào)理單元(31)和第二信號調(diào)理單元(32)；

所述A/D模塊(4)包括第一A/D模塊(41)和第二A/D模塊(42)；

所述輸入壓力傳感器(2)位于智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)入口處并與第一信號調(diào)理單元(31)輸入端連接；

所述第一信號調(diào)理單元(31)輸出端與所述第一A/D模塊(41)輸入端連接；

所述第一A/D模塊(41)的輸出端與所述控制單元(6)的輸入端連接；

所述輸出壓力傳感器(5)位于智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)出口處并與第二信號調(diào)理單元(32)輸入端連接；

所述第二信號調(diào)理單元(32)輸出端與所述第二A/D模塊(42)輸入端連接；

所述第二A/D模塊(42)的輸出端與所述控制單元(6)的輸入端連接；

所述控制單元(6)的輸出端與所述D/A模塊(7)的輸入端連接；

所述D/A模塊(7)的輸出端與所述智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)；

所述智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)里包括高壓管路(1)和環(huán)式壓電疊堆作動單元(16)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置，其特征在于，

所述D/A模塊(7)與所述智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置(9)之間還包括：壓電智能結(jié)構(gòu)驅(qū)動單元(8)；

壓電智能結(jié)構(gòu)驅(qū)動單元(8)的輸入端和D/A模塊(7)的輸出端連接；

壓電智能結(jié)構(gòu)驅(qū)動單元(8)的輸出端和智能主動控制式壓力脈動消振裝置(9)中的環(huán)式壓電疊堆作動單元(16)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置，其特征在于，

高壓管路(1)兩端用扣壓式膠管接頭連接，由接頭外套和接頭芯組成，構(gòu)成一個整體且可拆卸的裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理單元(3)為電荷放大器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能主動控制式高壓管路壓力脈動消振裝置，其特征在于，

所述壓電智能結(jié)構(gòu)驅(qū)動單元(8)為高壓運放串級放大電路。

6.一種基于權(quán)利要求1-5中任一所述裝置的控制方法，其特征在于，包括：

S1、采用輸入壓力傳感器獲取高壓管路的壓力脈動信息；

S2、信息轉(zhuǎn)換裝置將所述壓力脈動信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息；

S3、控制單元根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息獲取高壓管路壓力脈動的振動頻率、幅值和相位的信息，并通過對壓力脈動數(shù)據(jù)與高壓管路的模型的數(shù)據(jù)處理與分析，最終確定高壓管路的振動頻率、幅值和相位的數(shù)據(jù)信息；針對所述數(shù)據(jù)信息采用增量式PID控制算法進行處理，獲取與所述數(shù)據(jù)信息相對應(yīng)的控制信號，并將所述控制信號發(fā)送至與所述控制單元連接的D/A模塊；

S4、所述D/A模塊接收所述控制信號，并將所述控制信號轉(zhuǎn)換為與所述控制信號對應(yīng)的模擬量；

S5、通過壓電智能結(jié)構(gòu)驅(qū)動單元(8)對與所述控制信號對應(yīng)的模擬量進行放大處理，獲取最終控制信號；

所述最終控制信號為驅(qū)動環(huán)式壓電疊堆作動單元按照與高壓管路(1)上振動的頻率與幅值相等，且相位差180°方式振動；

S6、環(huán)式壓電疊堆作動單元(16)受所述最終控制信號控制，進行作動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述信息轉(zhuǎn)換裝置包括：信號調(diào)理單元(3)、A/D模塊(4)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S31、控制單元針對所述數(shù)據(jù)信息進行小波包變換，得到壓力振動頻譜，選擇基頻要作為脈動要衰減的成分；

S32、控制單元采用增量式PID控制算法進行控制，獲取與所述數(shù)據(jù)信息相對應(yīng)的控制信號，并將所述控制信號發(fā)送至與所述控制單元連接的D/A模塊。