實(shi)驗名(ming)稱：基于組合輸出的振動控制實(shi)驗

　　測試目的：探究(jiu)柔(rou)性鉸(jiao)接板分(fen)別(bie)處(chu)于彎曲模態(tai)(tai)、扭(niu)轉模態(tai)(tai)、彎扭(niu)耦合等振動狀(zhuang)態(tai)(tai)時，所使用的組合輸出方(fang)法的抑振效果。在振動過(guo)程中，激光位移(yi)傳感器檢測到(dao)振動信(xin)號(hao)，經端(duan)子(zi)板上A/D轉換(huan)部分(fen)進(jin)行轉換(huan)得(de)到(dao)計(ji)(ji)算機可以(yi)識(shi)別(bie)的數字信(xin)號(hao)，如上檢測得(de)到(dao)的振動信(xin)號(hao)將作為控(kong)(kong)制(zhi)輸入的反饋；之后計(ji)(ji)算機輸出指令到(dao)運動控(kong)(kong)制(zhi)卡，后者(zhe)輸出控(kong)(kong)制(zhi)信(xin)號(hao)，而(er)后經端(duan)子(zi)板上D/A轉換(huan)部分(fen)進(jin)行轉換(huan)得(de)到(dao)模擬(ni)信(xin)號(hao)，信(xin)號(hao)再通(tong)過(guo)電壓(ya)放(fang)大(da)器放(fang)大(da)，最后由壓(ya)電陶瓷驅動器輸出驅動力(li)。

　　測試設備：電壓放大器(qi)、電荷放大器(qi)、運動控(kong)制(zhi)卡、相(xiang)機、計算(suan)機等。

　　圖1：柔性鉸(jiao)接(jie)板振動(dong)主(zhu)動(dong)控制實驗(yan)系統框圖

　　實驗過程：

　　實(shi)(shi)驗的(de)(de)采(cai)樣周(zhou)期(qi)為200Hz，激(ji)(ji)光(guang)(guang)位移(yi)傳感(gan)器(qi)的(de)(de)量(liang)程為(-100mm,100mm)，對(dui)應的(de)(de)輸出電(dian)壓(ya)(ya)為(-10V,10V)，實(shi)(shi)驗中彎曲信(xin)號(hao)和扭(niu)轉(zhuan)信(xin)號(hao)是通過將兩個激(ji)(ji)光(guang)(guang)位移(yi)傳感(gan)器(qi)檢測(ce)(ce)的(de)(de)信(xin)號(hao)進行加(jia)減運(yun)算解(jie)耦(ou)得來的(de)(de)。在(zai)彎曲模態(tai)下，激(ji)(ji)光(guang)(guang)位移(yi)檢測(ce)(ce)的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)范(fan)(fan)圍在(zai)(-1.5V,1.5V)，對(dui)應柔(rou)性板(ban)(ban)上(shang)激(ji)(ji)光(guang)(guang)點的(de)(de)實(shi)(shi)際位移(yi)量(liang)為(-15mm,15mm)；在(zai)扭(niu)轉(zhuan)模態(tai)下，激(ji)(ji)光(guang)(guang)位移(yi)檢測(ce)(ce)的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)范(fan)(fan)圍在(zai)(-0.5V,0.5V)，對(dui)應柔(rou)性板(ban)(ban)上(shang)激(ji)(ji)光(guang)(guang)點的(de)(de)實(shi)(shi)際位移(yi)量(liang)為(-5mm,5mm)。所(suo)用(yong)壓(ya)(ya)電(dian)傳感(gan)器(qi)的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)范(fan)(fan)圍在(zai)(-10V,10V)。所(suo)設(she)計(ji)控制器(qi)輸出的(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)范(fan)(fan)圍在(zai)(-4.8V,4.8V)-，經(jing)電(dian)壓(ya)(ya)放大(da)器(qi)放大(da)62倍后至(-300V,300V)。實(shi)(shi)驗將分(fen)別(bie)探究板(ban)(ban)塊連接(jie)式柔(rou)性鉸(jiao)接(jie)板(ban)(ban)的(de)(de)第(di)一階(jie)彎曲模態(tai)、前二(er)階(jie)彎曲模態(tai)、第(di)一階(jie)扭(niu)轉(zhuan)模態(tai)、彎扭(niu)耦(ou)合(he)等(deng)四種振(zhen)動狀態(tai)下的(de)(de)主動控制實(shi)(shi)驗效果。經(jing)實(shi)(shi)驗測(ce)(ce)量(liang)，柔(rou)性鉸(jiao)接(jie)板(ban)(ban)前二(er)階(jie)彎曲模態(tai)的(de)(de)固有頻率(lv)分(fen)別(bie)為0.95Hz、5.05Hz，第(di)一階(jie)扭(niu)轉(zhuan)模態(tai)的(de)(de)固有頻率(lv)為3.1Hz。

　　實驗結果：

　　圖2：第一階彎曲(qu)-自由振動

　　圖2(a)為激光(guang)(guang)位移(yi)傳感(gan)器所(suo)測(ce)(ce)(ce)utls-表(biao)示(shi)的(de)振(zhen)動(dong)(dong)曲線，lsu即所(suo)測(ce)(ce)(ce)柔(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)(jiao)接(jie)(jie)板(ban)(ban)一階彎曲模態振(zhen)動(dong)(dong)的(de)電壓量，單位V。圖5-33(b)所(suo)示(shi)為激光(guang)(guang)位移(yi)傳感(gan)器所(suo)測(ce)(ce)(ce)前25s振(zhen)動(dong)(dong)曲線，所(suo)測(ce)(ce)(ce)振(zhen)動(dong)(dong)響應曲線的(de)初(chu)始振(zhen)幅(fu)在1.5V，在不加入任何控制作用(yong)下，柔(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)(jiao)接(jie)(jie)板(ban)(ban)持續振(zhen)動(dong)(dong)25s后尚未停止下來，振(zhen)幅(fu)仍較大；從圖可見(jian)，柔(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)(jiao)接(jie)(jie)板(ban)(ban)會(hui)持續振(zhen)動(dong)(dong)100s左右才基本趨于穩定狀(zhuang)態。可見(jian)不施加控制作用(yong)下柔(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)(jiao)接(jie)(jie)板(ban)(ban)的(de)振(zhen)動(dong)(dong)持續時間相(xiang)當長。

　　圖3：第一階彎(wan)曲-組合輸出(chu)PD控(kong)制

　　圖(tu)4：第(di)一階彎(wan)曲-組合輸出(chu)迭代(dai)學習控(kong)制(zhi)

　　圖3和圖4為(wei)一(yi)階彎曲下組合輸出控制的實(shi)驗結(jie)果。

　　從圖上可見(jian)，相比于自由振(zhen)動(dong)，組(zu)合輸(shu)(shu)出(chu)迭代(dai)學習控制(zhi)下柔(rou)性板(ban)在(zai)35s左右基本(ben)趨(qu)于穩定(ding)狀(zhuang)態(tai)。實驗結果證實組(zu)合輸(shu)(shu)出(chu)方(fang)法可以很(hen)好地抑制(zhi)柔(rou)性鉸(jiao)接板(ban)的第一階彎曲振(zhen)動(dong)。

　　電壓放(fang)大器推薦：ATA-2032

　　圖：ATA-2032高壓放大器指標參數

　　本(ben)資料(liao)由Aigtek安泰(tai)電子整理(li)發布(bu)，更多(duo)案例及產(chan)(chan)品(pin)詳情請持續(xu)關注(zhu)(zhu)我們。西安安泰(tai)電子Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產(chan)(chan)品(pin)線(xian)，且具有相當規模的儀器(qi)設備供應商(shang)，樣機都支持免費試用。如(ru)想了解(jie)更多(duo)功率放大器(qi)等(deng)產(chan)(chan)品(pin)，請持續(xu)關注(zhu)(zhu)安泰(tai)電子官(guan)網hkdyw.cn或(huo)撥(bo)打029-88865020。