[发明专利]基于感应线圈反馈控制的低频电磁振动台系统

说明书

本发明公开了基于感应线圈反馈控制的低频电磁振动台系统，低频电磁振动台系统包括信号发生器，速度反馈控制装置，功率放大器和低频电磁振动台；低频振动台的动圈上具有驱动线圈和感应线圈，速度反馈控制装置包括反馈部和控制部，感应线圈的感应电压输入反馈部，信号发生器输出的参考信号和反馈部输出的反馈信号分别输入控制部，控制部用参考信号和反馈信号形成控制信号输入驱动线圈。本发明在振动台动圈上加设感应线圈，通过检测感应线圈的感应电压实现振动台速度提取，无需直接检测驱动线圈的等效电阻，并且该方法构建的速度检测网络无需在驱动线圈上串联电阻并搭建相应的模拟电路，简化了速度提取装置的结构。

技术领域

本发明涉及一种低频电磁振动台系统。

背景技术

电磁振动台具有频率范围宽、可控性好、输出波形精度高等优点，广泛应用于产品的模拟振动环境试验、测振传感器校准等领域。为了进一步改善振动台在低频范围输出波形的精度(降低失真度)，通常需构建负反馈控制系统。负反馈控制首先需要通过振动传感器(加速度、速度或者位移传感器)或其它运动量检测装置检测得到电磁振动台的输出振动信号，然后将此信号作为反馈信号，与输入信号求差，偏差信号经过控制器与功率放大器后激励振动台振动，最终完成闭环控制系统的构建，实现对振动台输出波形失真度的负反馈控制。

中国专利201210544489.X提出了一种基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统，该系统基于一种相对速度提取装置构建了负反馈控制系统。相对速度提取装置提取得到的信号经过低通滤波器及第一比例放大器后与信号发生器输出信号求差，偏差信号经过PID控制器调整后输入功率放大器，功率放大器的输出作为低频电磁振动台的驱动信号驱动振动台输出振动。

该专利的缺点在于：

1、由于振动台驱动线圈的等效直流电阻R无法准确测量，因此，相对速度提取装置中的参数K₁的获取需经过较为复杂的调整过程，增加了系统的使用难度；2、该装置通过构建模拟电路网络提取振动台的运动量，由于要在驱动回路中串联电阻，因此热损耗较大，不适合于大加速度输出的振动台。此外，系统较复杂，模拟电路的低频噪声会使振动台在运动时产生低频漂移，降低了运动精度。3、相对速度提取装置的输出信号大小取决于驱动线圈的参数，由于驱动线圈的匝数受限，所以输出反映相对速度的电压大小较低，尤其在较低频段，从而影响了控制效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运动控制精度高的低频电磁振动台系统。

基于感应线圈反馈控制的低频电磁振动台系统，其特征在于：低频电磁振动台系统包括信号发生器，速度反馈控制装置，功率放大器和低频电磁振动台；低频振动台的动圈上具有驱动线圈和感应线圈，速度反馈控制装置包括反馈部和控制部，感应线圈的感应电压输入反馈部，信号发生器输出的参考信号和反馈部输出的反馈信号分别输入控制部，控制部用参考信号和反馈信号形成控制信号输入驱动线圈。

进一步，所述感应线圈的直径远远小于驱动线圈的直径。从而增加了感应线圈的匝数及总长度，提高了感应线圈产生的感应电压的信噪比。

进一步，感应线圈与分压单元并联，分压单元的分压电压输入反馈部，分压单元的输入阻抗趋于无穷大，同时，分压电阻也非常大，避免感应线圈内出现寄生电流，使驱动线圈内不耦合寄生电流，从而使流过感应线圈的感应电流尽可能接近0，避免了感应线圈的引入对驱动线圈中电流的干扰。

进一步，速度反馈控制装置的反馈部包含信号修正模块，反馈信号调节模块，和滤波器；控制部包含减法器和比例调节器，感应线圈的感应电压经分压后输入信号修正模块、获得修正信号，修正信号输入反馈信号调节模块，反馈信号调节模块将修正信号依次进行分频段的相位补偿和幅值调整、形成系统反馈信号，系统反馈信号经滤波器作为减数输入减法器，信号发生器输出的信号作为被减数输入减法器，减法器的输出信号进入比例调节器，比例调节器的输出信号作为低频台的控制信号。