[发明专利]一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统

权利要求书

1.一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征是：所述控制系统的构成包括半主动吸振系统(1)、数据采集分析模块(2)、数据处理模块(3)以及电流输出模块(4)；

所述半主动吸振系统(1)包括1:2半主动吸振器(11)、振动系统(12)以及安装在振动系统上的传感器；利用所述1:2半主动吸振器对所述振动系统的振动进行半主动吸振控制；利用所述传感器实时检测获得与所述半主动吸振系统的输出向量相对应的实时振动信号的模拟量；

所述数据采集分析模块(2)包括电荷放大器(21)、模数转换器(22)和自适应状态观测器(23)；所述电荷放大器(21)用于将所述实时振动信号进行放大；所述模数转换器(22)用于将所述放大后的实时振动信号的模拟量转换为数字量；根据所述实时振动信号的数字量，利用所述自适应状态观测器(23)预测获得所述半主动吸振系统(1)的状态向量，并由所述状态向量获得与相关状态向量对应的半主动吸振系统(1)的相关振动信息，1:2半主动吸振器(11)的自身运动信息以及振动系统(12)的自身运动信息；

所述数据处理模块(3)包括FFT单元(31)和频率比较单元(32)；所述FFT单元(31)用于将所述1:2半主动吸振器(11)的自身运动信息，以及振动系统(12)的自身运动信息进行快速傅里叶变换分别得到1:2半主动吸振器(11)以及振动系统(12)的振动频率；所述频率比较单元(32)用于将所述1:2半主动吸振器(11)的振动频率与所述振动系统(12)的振动频率的1/2进行比较，得到三种比较结果；

所述电流输出模块(4)根据所述频率比较单元(32)获得的三种结果得到三种不同的电流控制信号，利用所述电流控制信号控制可控直流电源(41)输出电流，所述控制电流输出至所述1:2半主动吸振器(11)，改变励磁线圈两端的电压，形成不同的减振刚度，形成内共振，消耗振动能量从而实现对半主动吸振系统(1)的振动的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征在于：所述1:2半主动吸振器(11)为磁流变弹性体吸振器；所述振动系统(12)为柔性机械臂、发动机；所述自适应状态观测器(23)采用卡尔曼滤波状态观测器。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征在于：按如下方式获得所述运动信息：

设置加速度传感器(13)是安装在振动系统上的加速度传感器，令：所述半主动吸振系统(1)的输出向量为振动系统(12)的实测振动加速度；取所述半主动吸振系统(1)的相关状态向量为1:2半主动吸振器(11)的振动加速度；根据所述状态向量确定所述1:2半主动吸振器(11)的估计振动加速度a₁和振动系统(12)的估计振动加速度a₂。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征在于：根据所述自适应状态观测器(23)获得的相关运动信息，通过所述FFT单元(31)获得所述频率信息。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征在于：所述频率比较单元(32)设计的算法基于1:2内共振的原理，消耗振动能量从而实现对半主动吸振系统(1)的振动的控制。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于1:2内共振的半主动吸振控制系统，其特征在于：所述传感器(13)为加速度传感器；所述自适应状态观测器(23)获得的运动信息为加速度信息。