基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统的制作方法

文档序号:5850329
专利名称:基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及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。
背景技术
为保证传感器的检测精度,按国家计量检定规程(JJG 134-2003,JJG 233-2008)的规定,传感器在出厂或使用一段周期后(一般为一年),均需经过计量部门的正式校准。振动传感器一般是用标准振动装置进行校准,它是由标准电磁式振动台产生标准水平向或垂直向正弦振动,用“绝对法”或“相对法”标定传感器的各项性能指标。标准振动台输出波形的精度将决定传感器的校准水平。为改善振动台在低频段(小于5Hz)输出波形的谐波失真度,一般采用各式低频运动量检测传感器(位移传感器、速度传感器或加速度传感器)提取振动台的输出运动量,并构建运动量反馈控制系统。然而,一般情况下,各式低频运动量检测传感器价格昂贵、体积大、安装复杂,限制了它们在低频标准振动台系统中的广泛应用。

实用新型内容为克服现有技术中各式低频运动量检测传感器价格昂贵、体积大、安装复杂的缺点,本实用新型提供了一种能够高精度且方便地提取低频电磁振动台相对运动速度的装置,并基于该相对速度提取装置构建了低频电磁振动台系统。基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,包括产生标准低频振动信号的信号发生器 ,功率放大器和低频电磁振动台;其特征在于:低频电磁振动台的运动部件与能够获取该运动部件相对速度的提取装置连接,信号发 生器与功率放大器之间设有反馈用第一减法器,信号发生器连接于第一减法器的被减数 输入端,提取装置的输出信号作为控制电磁振动台运动的反馈信号连接于第一减法器的减数输入端,第一减法器输出的偏差信号经功率放大器放大后驱动低频电磁振动台运动;所述的相对速度提取装置包括纯电阻,第二减法器和第二比例放大器;纯电阻与振动台的驱动线圈串联连接,纯电阻与驱动线圈的总压降作为被减数输入所述的第二减法器中;纯电阻两端的压降输入所述的第二比例放大器中,第二比例放大器输出放大后的纯电阻压降,该放大后的纯电阻压降作为减数输入所述的第二减法器中;第二减法器的输出信号表征振动台的相对运动速度;
R +R第二比例放大器的放大倍数I2 =,其中R是振动台驱动线圈的等效直流电阻,R1是纯电阻的阻值。纯电阻与驱动线圈的总压降Su1=OHR1) i+Li’+Blx’,其中L是振动台驱动线圈的等效电感,B为气隙磁场的磁感应强度,I为驱动线圈绕线长度,i为输入振动台驱动线圈的电流,i’是i对时间的导数,X为振动台驱动线圈相对于振动台安装基座的位移,X’是X对时间的导数,即为振动台的相对速度。纯电阻两端的压降为U2=Rii ;因此,第二减法器的输出信号为Uv=U1-K2U2= [R+(1-K2) R1] i+Li' +Blx' =Li' +Blx';由低频电磁振云力台驱动方程
权利要求1.基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,包括产生标准低频振动信号的信号发生器,功率放大器和低频电磁振动台; 其特征在于:低频电磁振动台的运动部件与能够获取该运动部件相对速度的提取装置连接,信号发生器与功率放大器之间设有反馈用第一减法器,信号发生器连接于第一减法器的被减数输入端,提取装置的输出信号作为控制电磁振动台运动的反馈信号连接于第一减法器的减数输入端,第一减法器输出的偏差信号经功率放大器放大后驱动低频电磁振动台运动; 所述的相对速度提取装置包括纯电阻,第二减法器和第二比例放大器; 纯电阻与振动台的驱动线圈串联连接,纯电阻与驱动线圈的总压降作为被减数输入所述的第二减法器中; 纯电阻两端的压降输入所述的第二比例放大器中,第二比例放大器输出放大后的纯电阻压降,该放大后的纯电阻压降作为减数输入所述的第二减法器中;第二减法器的输出信号表征振动台的相对运动速度; 第二比例放大器的放大倍数1:其中TP是振动台驱动线圈的等效直流电阻,R1是纯电阻的阻值。
2.如权利要求1所述的基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,其特征在于:相对速度提取装置与第一减法器之间设有第一比例放大器和低通滤波器,第一比例放大器连接第一减法器,低通滤波器连接相对速度提取装置。
3.如权利要求2所述的基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,其特征在于:为提高&的 调整精度,相对速度提取装置依次与低通滤波器和第一比例放大器相连,断开第一比例放大器与第一减法器的连接,以第一比例放大器的输出信号作为调整参考信号,第一比例放大器的放大倍数为K1,调节K2直到又>.,=O , Uv为电压差信号。
4.如权利要求3所述的基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,其特征在于:第一减法器与功率放大器之间设有PID控制器。
专利摘要基于自主相对速度反馈控制装置的低频电磁振动台系统,包括产生标准低频振动信号的信号发生器,功率放大器和低频电磁振动台以及相对速度提取装置。信号发生器与功率放大器之间设有第一减法器,信号发生器和相对速度提取装置分别连接于第一减法器的被减数输入端和减数输入端,第一减法器的输出信号经功率放大器放大后驱动低频电磁振动台运动;相对速度提取装置包括纯电阻,第二减法器和第二比例放大器,纯电阻与驱动线圈的总压降和经第二比例放大器放大K2倍后的纯电阻两端压降分别作为被减数和减数输入所述的第二减法器,第二减法器的输出信号表征振动台的相对运动速度。本实用新型具有实现方便成本低廉,低频电磁振动台输出波形精度较高的优点。
文档编号G01H17/00GK203100890SQ20122069385
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者何闻, 王春宇, 陈群, 贾叔仕 申请人:浙江大学
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