[發明專利]伺服驅動共振設備加速度閉環控制系統及方法

在審

• 申請號: 202211072876.8
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115357062A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張哲;孫曉朋;馬寧;朱士富;劉紅星;商硯冰;謝中元;陳松
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 周春霞

1.一種伺服驅動共振設備加速度閉環控制系統，其特征在于，包括：

加速度傳感器、激振器、高速信號同步采集卡、人機終端、中央控制器、同步運動規劃卡和多個伺服驅動器，其中，

所述加速度傳感器，安裝在所述共振設備的負載級上，用于感應所述負載級的振動強度以產生振動加速度模擬電壓信號；

所述激振器，包括偶數個激振單元，每個所述激振單元包括偏心塊、伺服電機和旋轉變壓器，所述偏心塊和所述旋轉變壓器均安裝在所述伺服電機的轉軸上，所述伺服電機的轉軸在旋轉過程中，所述旋轉變壓器能夠檢測所述偏心塊的位置并產生位置模擬電壓信號，所述伺服電機能夠產生當前時刻所述伺服電機的轉動位置信號；

所述高速信號同步采集卡，用于采集多個所述位置模擬電壓信號中的任意一個和所述振動加速度模擬電壓信號，所述高速信號同步采集卡的多個采集通道能夠實現所述位置模擬電壓信號中的任意一個和所述振動加速度模擬電壓信號的同步采集；

所述人機終端，用于發送加速度指令至所述中央控制器；所述加速度指令用于指示所述共振設備最終要達到的預期振動加速度；

所述中央控制器，用于根據所述高速信號同步采集卡采集的位置模擬電壓信號、所述振動加速度模擬電壓信號和所述加速度指令，確定每個所述伺服電機的目標轉動位置；

所述同步運動規劃卡，用于根據每個所述伺服電機的目標轉動位置以及當前時刻每個所述伺服電機的轉動位置信號，確定每個所述伺服電機的運動規劃；

所述多個伺服驅動器，用于根據所述每個所述伺服電機的運動規劃，驅動每個所述伺服電機的運動以使所述共振設備達到所述預期振動加速度。

2.一種伺服驅動共振設備加速度閉環控制系統，其特征在于，包括：

加速度傳感器、激振器、高速信號同步采集卡、人機終端、中央控制器、同步運動規劃卡和多個伺服驅動器，其中，

所述加速度傳感器，安裝在所述共振設備的負載級上，用于感應所述負載級的振動強度以產生振動加速度模擬電壓信號；

所述激振器，包括偶數個激振單元，每個所述激振單元包括偏心塊、伺服電機，所述偏心塊安裝在所述伺服電機的轉軸上，所述伺服電機包括旋轉變壓器，所述伺服電機的轉軸在旋轉過程中，所述旋轉變壓器能夠檢測所述偏心塊的位置并產生位置模擬電壓信號，所述伺服電機的旋轉變壓器還用于產生當前時刻所述伺服電機的轉動位置信號；

所述高速信號同步采集卡，用于采集多個所述位置模擬電壓信號中的任意一個和所述振動加速度模擬電壓信號，所述高速信號同步采集卡的多個采集通道能夠實現所述位置模擬電壓信號中的任意一個和所述振動加速度模擬電壓信號的同步采集；

所述人機終端，用于發送加速度指令至所述中央控制器；所述加速度指令用于指示所述共振設備最終要達到的預期振動加速度；

所述中央控制器，用于根據所述高速信號同步采集卡采集的位置模擬電壓信號、所述振動加速度模擬電壓信號和所述加速度指令，確定每個所述伺服電機的目標轉動位置；

所述同步運動規劃卡，用于根據每個所述伺服電機的目標轉動位置以及當前時刻每個所述伺服電機的轉動位置信號，確定每個所述伺服電機的運動規劃；

所述多個伺服驅動器，用于根據所述每個所述伺服電機的運動規劃，驅動每個所述伺服電機的運動以使所述共振設備達到所述預期振動加速度。

3.一種伺服驅動共振設備加速度閉環控制方法，其特征在于，包括：

獲取加速度指令；所述加速度指令用于指示共振設備最終要達到的預期振動加速度；

感應所述共振設備的負載級的振動強度，產生振動加速度模擬電壓信號；

檢測所述共振設備的任意一個伺服電機上安裝的偏心塊的位置，產生所述任意一個伺服電機的位置模擬電壓信號；

同步采集所述振動加速度模擬電壓信號和所述任意一個伺服電機的位置模擬電壓信號；

確定當前時刻每個所述伺服電機的轉動位置信號；

根據所述位置模擬電壓信號、所述振動加速度模擬電壓信號和所述加速度指令，確定每個所述伺服電機的目標轉動位置；

根據每個所述伺服電機的目標轉動位置以及當前時刻每個所述伺服電機的轉動位置信號，確定每個所述伺服電機的運動規劃；

根據所述每個所述伺服電機的運動規劃，驅動每個所述伺服電機的運動以使所述共振設備達到所述預期振動加速度。