[发明专利]振动控制装置及其控制方法

说明书

一种振动控制装置，包括：振动信号处理装置、单轴柔性铰链；单轴柔性铰链的上平面分别放置反振动装置、第一振动检测装置和第二振动检测装置；第一振动检测装置和第二振动检测装置分别与振动信号处理装置通过数据线连接，分别用于检测单轴柔性铰链的初始振动信号和残余振动信号；振动信号处理装置用于根据残余振动信号计算出反振动信号，根据初始振动信号和反振动信号计算误差信号，且将反振动信号传送到反振动装置；反振动装置用于根据反振动信号对单轴柔性铰链产生控制力，使单轴柔性铰链减小振动幅度；重复上述过程，直至误差信号为0时，振动控制装置停止工作。提供主动控制振动的方式，提高了振动控制系统的响应速度。

技术领域

本发明涉及精密机械振动技术领域，特别涉及振动控制装置及控制方法。

背景技术

双晶单色器振动问题是目前同步辐射仪器设备领域的热点问题，以往通过振动被动控制的方式保证单色器的稳定性。随着用户及实验要求的提高，振动被动控制方法难以满足当前稳定性指标。因此，在双晶单色器振动问题上，采用振动主动控制方式势在必行。

自适应滤波算法、神经网络、PID、模糊控制等经典算法被广泛的应用在振动主动控制领域。针对双晶单色器振动控制，需要减振性能优良，同时响应速度快、鲁棒性强的控制系统，单独的某一种的控制算法难以满足现实单色器振动主动控制系统的要求，混合振动主动控制集合每一种控制算法的优点，满足目前单色器振动控制系统要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提出振动控制装置及方法，通过主动控制来减小单轴柔性铰链的振动，通过将自适应滤波器和单神经元PID控制器相结合的方式，更好的抑制单轴柔性铰链的振动幅值，从而提高了振动控制系统的响应速度。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的振动控制装置，振动信号处理装置、单轴柔性铰链；单轴柔性铰链的上平面分别放置反振动装置、第一振动检测装置和第二振动检测装置；第一振动检测装置和第二振动检测装置分别与振动信号处理装置通过数据线连接，分别用于检测单轴柔性铰链的初始振动信号和残余振动信号；

振动信号处理装置用于根据残余振动信号计算出反振动信号，根据初始振动信号和反振动信号计算误差信号，且将反振动信号传送到反振动装置；

反振动装置用于根据反振动信号对单轴柔性铰链产生控制力，使单轴柔性铰链减小振动幅度；

重复上述过程，直至误差信号为0时，振动控制装置停止工作。

优选地，反振动装置包括：促动器和信号放大器；促动器与信号放大器通过数据线连接，信号放大器接收振动信号处理装置发出的反振动信号，且将反振动信号放大后传送到促动器，促动器接收反振动信号后对单轴柔性铰链产生控制力。

优选地，第一振动检测装置和第二振动检测装置均包括位移传感器和电压放大器；位移传感器与电压放大器通过数据线进行连接；位移传感器将检测到的振动信号传送给电压放大器，电压放大器再将振动信号传送给振动信号处理装置。

优选地，振动信号处理装置包括：DSP开发板，DSP开发板分别与第一振动检测装置、第二振动检测装置和反振动装置通过数据线连接，DSP开发板接收初始振动信号和残余振动信号后进行计算得出反振动信号和误差信号。

优选地，将DSP开发板替换为数据采集卡和计算机；计算机分别与数据采集卡和反振动装置通过数据线连接，数据采集卡分别与第一振动检测装置、第二振动检测装置通过数据线连接，计算机根据数据采集卡接收的初始振动信号和残余振动信号进行计算得出反振动信号和误差信号。

本发明提供的振动控制方法，包括如下步骤：

S1、通过第一振动检测装置和第二振动检测装置分别检测单轴柔性铰链的初始振动信号和残余振动信号；

S2、根据残余振动信号，通过振动信号处理装置计算出反振动信号；