[发明专利]基于加速度检测的压电半主动振动控制的实验方法

权利要求书

1.一种基于加速度检测的压电半主动振动控制的实验方法，实验装置包括梁结构模型(1)和控制单元，所述梁结构模型(1)的形状为长方体形，所述梁结构模型(1)的上表面设置有第一激振器(2)和位于第一激振器(2)一侧的第一加速度传感器(3)，所述梁结构模型(1)的下表面设置有与第一激振器(2)位置相对应的第一压电片(4)，所述梁结构模型(1)的正面设置有第二激振器(5)和位于第二激振器(5)一侧的第二加速度传感器(6)，所述梁结构模型(1)的背面设置有与第二激振器(5)位置相对应的第二压电片(7)，所述梁结构模型(1)的一个侧面设置有第三激振器(8)和位于第三激振器(8)一侧的第三加速度传感器(9)，所述梁结构模型(1)的另一个侧面设置有与第三激振器(8)位置相对应的第三压电片(10)；所述控制单元包括微控制器模块(11)和为所述控制单元中各用电模块供电的电源模块(12)，所述微控制器模块(11)的输入端接有信号调理电路模块(13)，所述第一加速度传感器(3)、第二加速度传感器(6)和第三加速度传感器(9)均与信号调理电路模块(13)的输入端连接，所述微控制器模块(11)的输出端接有电压放大电路模块(14)，所述电压放大电路模块(14)的输出端接有电压同步开关阻尼电路模块(15)，所述第一压电片(4)、第二压电片(7)和第三压电片(10)均与电压同步开关阻尼电路模块(15)的输出端连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、所述第一加速度传感器(3)检测梁结构模型(1)上表面在第一激振器(2)作用下发生振动产生的加速度信号；所述第二加速度传感器(6)检测梁结构模型(1)正面在第二激振器(5)作用下发生振动产生的加速度信号；所述第三加速度传感器(9)检测梁结构模型(1)侧面在第三激振器(8)作用下发生振动产生的加速度信号；

步骤二、所述信号调理电路模块(13)对第一加速度传感器(3)、第二加速度传感器(6)和第三加速度传感器(9)采集到的加速度信号进行信号调理后,得到对应的第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号并输出到微控制器模块(11)中；

步骤三、所述微控制器模块(11)对第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号采用三角形隶属度函数进行模糊化，得到第一电压模糊隶属度、第二电压模糊隶属度和第三电压模糊隶属度；

步骤四、所述微控制器模块(11)将第一电压模糊隶属度、第二电压模糊隶属度和第三电压模糊隶属度输入预先训练好的卷积神经网络中，进行处理，得到卷积神经网络的输出，卷积神经网络的输出为第一模糊化的控制电压值、第二模糊化的控制电压值和第三模糊化的控制电压值；

步骤五、所述微控制器模块(11)采用加权平均法对第一模糊化的控制电压值、第二模糊化的控制电压值和第三模糊化的控制电压值去模糊，得到第一控制电压值、第二控制电压值和第三控制电压值；

步骤六、所述微控制器模块(11)将第一控制电压值、第二控制电压值和第三控制电压值经过电压放大电路模块(14)放大后输出到电压同步开关阻尼电路模块(15)中，得到第一反向控制电压值、第二反向控制电压值和第三反向控制电压值；

步骤七、所述电压同步开关阻尼电路模块(15)将第一反向控制电压值、第二反向控制电压值和第三反向控制电压值分别对应输出到第一压电片(4)、第二压电片(7)和第三压电片(10)中；

步骤八、所述第一压电片(4)、第二压电片(7)和第三压电片(10)分别将第一反向控制电压值、第二反向控制电压值和第三反向控制电压值信号转化为机械力，产生与振动方向相反的力来抑制梁结构模型(1)的振动，逐渐减小梁结构模型(1)的振动幅度，实现压电半主动振动控制。