[发明专利]一种高频激振装置及控制系统

说明书

本发明属于液压振动及控制领域，尤其涉及一种高频激振装置及控制系统。本发明的一种高频激振装置及控制系统抑制了系统的谐振峰值，提高了动态响应速度。利用速度反馈可提高动力系统的共振频率，利用加速度反馈增大系统阻尼比，减小影响系统稳定的谐振峰值，本发明高频激振装置及控制系统，安全系数足够大，自振频率能够避开系统的工作频宽范围，不断根据分析结果优化，同时将阀控缸系统与蓄能器、过滤器、压力传感器等集成设计在一起，使系统紧凑简洁，同时还能提高系统的动态响应。以本发明的高频激振装置及控制系统为基础，能够方便的建立真实表征系统特性的非线性模型，对探究更有效的控制策略及参数整定方法提供硬件设备基础。

技术领域

本发明属于液压振动及控制领域，尤其涉及一种高频激振装置及控制系统。

背景技术

在模拟产品实际工况考核和结构强度试验中，常需要振动台作为校准或振动试验的振源。比如在一些振动试验中，需要使用振动台产生指定的振动信号，如地震波信号，以确定试验对象在该激励下的响应，进而确定试验对象的参数。振动台也常应用于仪器校准，比如，在拾振器校准时，振动台产生振动激励信号输入给拾振器的传感器，通过测量传感器的输入与输出，得到传感器的参数。随着技术的发展，很多振动试验需要频率较低的振动激励信号，但标准振动台和试验振动台通常体积重量较大，结构复杂，不具备便携式的特点；振动台加速度运动信号的失真度会达到10％，频率更低时，加速度信号失真度会超过30％甚至更大。

发明内容

本发明创造的目的在于，提供能够抑制谐振峰值，提高动态响应速度、提高动力系统的共振频率、增大系统阻尼比，减小影响系统稳定的谐振峰值的一种高频激振装置及控制系统。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

本发明的一种高频激振装置及控制系统，包括液压激振模块、机械结构模块、电控模块；液压激振模块包括泵站、蓄能器、伺服阀、伺服气缸、伺服油缸、溢流阀、压力传感器；电控模块由伺服阀、控制器、数据单元、信号调理装置、传感器组成；

泵站包括依次连接的油源、轴向柱塞变量泵以及比例溢流阀，比例溢流阀控制系统供油压力；轴向柱塞变量泵使用电机驱动，轴向柱塞变量泵与比例溢流阀之间设置有过滤器；伺服阀控制伺服油缸运动；油源的连接管路上设置有球阀开关以启停供油过程，油源分别相伺服阀以及静压支撑油缸供油，还包括作为辅助动力源同时补偿泄漏、保持恒压的蓄能器，其中蓄能器的容积V₀的计算方法为其中

m(kg)为管路中液体总质量，V(m/s)为液体流速，p(pa)为蓄能器充气压力，

p_max(pa)为系统最大冲击压力；

静压支撑油缸的的内部设有静压轴承，静压轴承内独立的供油回路接引入回油管路；

机械结构模块用于实现高频振动以及连接和固定系统结构，机械结构模块包括基础底座、基础底座的上端面沿振动方向设有三条平行均布的导轨，即第一导轨以及对称分布在第一导轨两侧的第二导轨；导轨的上方设置有振动台，振动台的下端面通过直线导轨滑块与三条导轨滑动连接；还包括多个质量块质量块横截面为形状均匀对称的规则形状，质量块上设置有多个从上至下贯穿的用于连接固定至振动台的连接螺纹孔，质量块上表面还均匀设置有用于连接和固定质量块以及待测物品的安装螺纹孔，本实施例中第一导轨安装位置与伺服气缸在振动台上的投影位置重合；以利用第一导轨控制质量块以及待测物振动方向使其与伺服气缸动作方向一致，减小干扰因素，安装螺纹孔设置在伺服气缸轴在质量块表面的投影上或者对称分布在投影两侧；以保证质量块的质量沿震荡方向均匀分布，降低安装偏差以及质量块质量分布不均匀对检测质量的不利影响。

振动台的后侧还设置有用于连接伺服气缸轴的驱动块，驱动块为对称结构；驱动块的对称轴与伺服气缸轴重合进而消除驱动块结构以及质量分布对伺服气缸轴的干扰；驱动块上还设置有沿第一导轨方向分布的第一轴孔；