[发明专利]基于涡电流位移传感器的梯形翼振动控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于涡电流位移传感器的梯形翼振动控制装置，其特征在于，包括

模拟梯形翼，其长底一端通过机械支架夹持装置固定，所述长底一端称为固定端，另一端为自由端；

压电陶瓷片传感器，所述压电陶瓷片传感器粘贴在与模拟梯形翼固定端横向距离20-25mm处，且位于模拟梯形翼纵向中线处；

弯曲模态驱动器，由多片压电陶瓷片构成，所述压电陶瓷片对称粘贴在与模拟梯形翼固定端横向距离20-25mm处的正、反面，且纵向排列；

扭转模态驱动器，由多片压电陶瓷片构成，在模拟梯形翼横向中部，且沿分界虚线在正、反面反对称粘帖；

扭转模态传感器，由多片压电陶瓷片构成，在模拟梯形翼横向3/4处，且沿着分界虚线在正、反面反对称粘帖；

涡电流位移传感器探测头，包括两个，分别为第一涡电流位移传感器探测头及第二涡电流位移传感器探测头，第一、二涡电流位移传感器探测头对称安装在所述模拟梯形翼正面的前方，在分界虚线两侧；

所述压电陶瓷片传感器检测的弯曲模态信号及扭转模态传感器检测的扭转模态信号经过电荷放大器放大后传至第一A/D转换电路，再输入到ARM控制器后传输到计算机中；

涡电流位移传感器探测头检测的信号传至涡电流位移传感器控制器，经过弯曲振动和扭转振动解耦后经过第二A/D转换电路输入到计算机中；

计算机通过对相应的检测信号进行处理产生控制信号，输入到ARM控制器后，经过D/A转换电路及压电放大电路，分别输入到压电陶瓷片弯曲模态驱动器及扭转模态驱动器，对模拟梯形翼产生控制力，抑制其弯曲及扭转振动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压电陶瓷片传感器由一片压电陶瓷片构成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扭转模态驱动器由6片压电陶瓷片构成，在模拟梯形翼正、反两面反对称粘贴，每面3片，双面极性相同并联连接，每面压电陶瓷片之间的横向距离为35-100mm；

所述扭转模态传感器由4片压电陶瓷片构成，在模拟梯形翼正、反两面反对称粘帖，每面2片，双面极性相同并联连接，每面压电陶瓷片之间的横向距离为35-100mm；

所述弯曲模态驱动器由8片压电陶瓷片构成，每面4片，双面极性相反并联连接，每面压电陶瓷片之间纵向距离为60-120mm。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟梯形翼的形状为直角梯形。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分界虚线是通过ANSYS有限元分析软件中对梯形翼建模并进行模态特性分析，得到它的一、二阶弯曲模态和一阶扭转模态振幅云图，从而得到一阶扭转振动振幅为零，进而确定分界虚线。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一、第二涡电流位移传感器探测头安装在导杆上，所述导杆通过水平滑动机构在水平直线导轨上滑动。

7.应用权利要求1-6任一项所述的装置进行梯形翼振动控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步开启计算机，进行参数初始化；

第二步开启电荷放大器，用激励锤激励模拟梯形翼弯曲模态和扭转模态的振动，采用相应的检测元件检测模拟梯形翼的振动变化，并将检测信号传输到计算机中，计算机进行相应的控制算法得到反馈信号，所述相应检测元件为压电陶瓷片传感器、扭转模态传感器及涡电流位移传感器探测头；

第三步所述反馈信号经过ARM控制器、D/A转换电路后，再经压电放大电路输入到弯曲模态驱动器和扭转模态驱动器，从而抑制模拟梯形翼的弯曲模态振动和扭转模态振动。