[發明專利]一種繩系式人工激振控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110933079.3
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113758664A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳洋洋;周福霖;劉彥輝;徐麗;周惠蒙;張穎;陳建秋;黃襄云;馬玉宏;劉海
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

1.一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于，包括：

作動裝置，所述作動裝置包括底座、液壓油缸、伺服作動筒以及導向輪，所述液壓油缸、所述伺服作動筒以及所述導向輪均安裝在所述底座上，所述液壓油缸通過高壓油管與所述伺服作動筒連通油路，所述液壓油缸用于產生油路流量；

拉索，所述拉索的一端穿過所述導向輪與所述伺服作動筒的活塞桿連接，所述拉索的另一端用于與激振對象結構連接；

控制器，所述控制器與所述伺服作動筒信號連接，所述控制器用于通過電壓信號對所述伺服作動筒進行液壓作動控制。

2.根據權利要求1所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述作動裝置還包括油缸安裝座和油缸后墊塊，所述油缸安裝座和所述油缸后墊塊均設置在所述底座上，所述液壓油缸安裝在所述油缸安裝座和所述油缸后墊塊之間。

3.根據權利要求1所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于，所述伺服作動筒包括：

作動筒殼體，所述作動筒殼體靠近所述液壓油缸的一端設有進油口，所述液壓油缸通過高壓油管和所述進油口與所述伺服作動筒連通油路；

活塞，所述活塞設置在所述作動筒殼體內；

電液伺服閥，所述電液伺服閥設置在所述作動筒殼體內，且位于所述活塞靠近所述進油口的一側，所述控制器通過所述電液伺服閥對所述伺服作動筒進行液壓作動控制；

活塞桿，所述活塞桿位于所述活塞遠離所述進油口的一側，所述活塞桿的一端與所述活塞固定連接，所述活塞桿的另一端穿出所述作動筒殼體與所述拉索連接；

彈簧組件，所述彈簧組件設置在所述作動筒殼體內，且位于所述活塞遠離所述進油口的一側，所述彈簧組件的一端與所述活塞固定連接，所述彈簧組件的另一端與所述作動筒殼體的內壁固定連接。

4.根據權利要求3所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述導向輪包括基座、支架以及滑輪，所述基座設置在所述底座上，所述滑輪通過所述支架安裝在所述基座上，所述滑輪與所述活塞桿位于同一豎直平面內。

5.根據權利要求4所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述拉索的一端繞過所述滑輪的底部與所述活塞桿連接，所述滑輪的底部與所述活塞桿位于同一水平面內。

6.根據權利要求1所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述繩系式人工激振控制系統還包括測力傳感器，所述測力傳感器設置在所述拉索上，所述測力傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述測力傳感器用于采集所述拉索的張拉力數據。

7.根據權利要求1所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述繩系式人工激振控制系統還包括位移傳感器，所述位移傳感器設置在所述活塞桿上，所述位移傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述位移傳感器用于采集所述活塞桿的位移數據。

8.根據權利要求1所述的一種繩系式人工激振控制系統，其特征在于：所述繩系式人工激振控制系統還包括高速攝像儀，所述高速攝像儀的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述高速攝像儀用于采集所述拉索的振動圖像數據。

9.一種繩系式人工激振控制系統的控制方法，用于通過如權利要求1至7中任一項所述的繩系式人工激振控制系統執行，其特征在于，包括以下步驟：

通過所述控制器產生電壓信號，并通過所述電壓信號控制所述伺服作動筒作動；

通過所述活塞桿對所述拉索的一端施加周期性伸縮作動，使得所述拉索在軸向位移伸縮作動下產生橫向振動，進而通過調節軸向所動頻率使得所述拉索的橫向振動進入共振狀態；

通過所述拉索的另一端對激振對象結構施加周期性張拉力，使得激振對象結構產生振動響應。

10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括以下步驟：

預先獲取所述拉索的質量分布數據、垂度數據以及預張拉力數據；

激振過程中實時采集所述拉索的實時張拉力數據、振動圖像數據以及所述活塞桿的實時位移數據；

根據所述振動圖像數據確定所述拉索的振型形態和振動頻率；

根據所述質量分布數據、所述垂度數據、所述預張拉力數據、所述實時張拉力數據、所述振型形態、所述振動頻率以及所述實時位移數據調節所述電壓信號的頻率和幅值；

當所述拉索的周期性張拉力穩定，保持所述電壓信號的頻率和幅值不變，直至激振結束。