CN103506299A - 一种自动追踪固频的振动激励方法与装置 - Google Patents

一种自动追踪固频的振动激励方法与装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103506299A
CN103506299A CN201310488305.7A CN201310488305A CN103506299A CN 103506299 A CN103506299 A CN 103506299A CN 201310488305 A CN201310488305 A CN 201310488305A CN 103506299 A CN103506299 A CN 103506299A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
signal
vibrating
shake table
vibrational excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310488305.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103506299B (zh
Inventor
曾国英
赵登峰
宋丹路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN201310488305.7A priority Critical patent/CN103506299B/zh
Publication of CN103506299A publication Critical patent/CN103506299A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103506299B publication Critical patent/CN103506299B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自动追踪固频的振动激励方法与装置，包括振动台和安装在振动台上的振动传感器、通过连杆与振动台连接的电磁激振器、连接在电磁激振器与振动传感器之间的振动控制器，所述振动控制器包括信号转换器和限幅放大器；本发明中所述激励置无需信号源，装置为一个闭环正反馈控制***，开始工作时处于失稳状态，在振动控制器增益调整到合适值时，无需外界激励，装置就能自动跟踪振动台固频，使振动台始终在共振状态下振动，振动幅度可调，调整方便，能耗低，对环境的适应能力强。本装置结构简单，成本低，使用方便，可以适应复杂环境下的工作。

Description

一种自动追踪固频的振动激励方法与装置
技术领域
本发明涉及一种利用自激共振原理，使振动装置自动跟踪***固有频率，使装置始终工作在共振状态。以达到提高振动幅度，减少能源消耗目的，适用于加工制造及其他行业的振动利用。
背景技术
振动装置在各行各业中拥有广泛的用途，例如，振动给料机、振动输送机、振动光饰等。在振动利用工程中，如何在有限输入能量情况下产生尽可能大的振动幅度，对于提高振动装置效率具有重要意义。
目前大多振动装置采用振动电机激励产生强迫振动，一般都处于非共振状态，所需的激励力较大，降低了振动装置的工作效率，增加了能耗。当***工作在共振状态时，较小的激励即可产生较大的振动，然而在振动装置工作过程中，固有频率常常会随着工作状态的变化而改变，因此如何跟踪***固有频率，使振动装置始终工作在共振状态是提高振动装置工作效率的关键。
目前的振动激励方法大多是需要外部信号源产生输入信号，正常情况下激振器按信号源所产生的信号频率振动，与激励对象无关，振动设备按信号源产生的信号频率振动。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动追踪固频的振动激励方法与装置，利用正反馈自激振动原理工作，不需要独立的信号源，能实时跟踪***固有频率，并保持振动强度稳定的振动激励方法与装置，使振动装置能随工作状态发生变化而始终工作在共振状态，振动幅度可调，调整方便，能耗低，对环境的适应能力强。
本发明采用如下技术方案：一种自动追踪固频的振动装置，包括振动台和安装在振动台上的振动传感器、通过连杆与振动台连接的电磁激振器、连接在电磁激振器与振动传感器之间的振动控制器，所述振动控制器包括信号转换器和限幅放大器。
在上述技术方案中，所述振动传感器在振动台上的安装位置可随意调节。
在上述技术方案中，所述连杆采用弹性材料制作，与振动装置的连接采用万向活接结构。
在上述技术方案中，所述激励方法包括以下工作步骤：
步骤一：初始化***，装置中的各个部分处于工作状态；
步骤二：振动传感器采集振动装置的振动信号，当振动传感器采集到信号，通过电缆将信号传输至振动控制器中的信号转换器中；
步骤三：信号转换器将接受到信号中的信息进行数据分析并转换为振动速度信号，振动速度信号经限幅放大器将信号放大倍数调节到能够产生自激振动的数值，并通过电缆传输到电磁激振器；
步骤四：电磁激振器接受到输入的振动速度信号，电磁激振器产生振动，电磁激振器输出端通过连杆带动振动台振动；
步骤五：振动装置重复按步骤二、步骤三、步骤四工作，随着自激振动的产生，振动台的振动频率趋向于***固有频率，产生的振动幅度也越来越大，当达到设定信号幅值时，振动控制器中限幅放大器的振动抑制环节工作，振动幅度稳定在设定幅值，最终装置以稳定的振动幅度在***固有频率处振动。
在上述技术方案中，通过改变振动传感器的安装位置调节振动台工作的固有频率。
在本发明中，振动传感器安装于振动台上拾取振动台的振动，振动传感器可以是振动位移传感器、振动加速度传感器、振动速度传感器中的一种，振动传感器所拾取的振动信号通过信号电缆输入到信号转换器，转换器将不同类型振动传感器所拾取的的振动信号通过不同运算方式转换为振动速度信号，转换方式依据振动传感器类型而定，当传感器拾取的信号为振动加速度信号时，振动控制器将振动信号进行积分转换为振动速度信号，当传感器拾取信号为振动位移信号时，振动控制器将该振动信号进行微分变为速度信号，如传感器拾取信号为速度信号，则无需转换。
转换后的振动速度信号送入振动控制器中的限幅放大器，限幅放大器有两种功能：一是保证装置能可靠的产生自激振动，第二是保证装置能稳定的振动。限幅放大器由两部分组成，一是由功率放大环节组成的正反馈，完成输入振动速度信号的放大，以使该振动激励***能自行振荡。该部分具有增益可调的信号放大功能，调节放大器增益使装置接通电源后***能自行振动，随着自激振动的产生，振动最终趋向于***固有频率处振动，而具体以哪一阶固有频率振动则与振动传感器的位置有关。第二部分由稳幅环节构成的负反馈实现信号幅值稳定，随着自激振动的产生，振动会越来越大，振动的波形也会产生失真，因此需要使振幅大到一定程度后就不再增大而稳定下来。该部分实现信号振动幅度抑制方式。
振动控制器输出的信号通过放大与幅值抑制的振动速度信号输入激振器，激振器振动输出端与振动台相连，激振器的振动通过连杆使振动台产生振动，连杆材料要求采用弹簧钢等弹性材料制作，与振动台的连接采用万向活接结构。
振动台由弹簧与机械结构件所组成，通过计算与试验可以得出振动台各阶固有频率与振型，当整个装置工作在固有振动频率下时，振动台的振动幅度最大，而在其他频率处时振动较小；同时在固有振动频率下工作，电磁激振器的激振力最小。因此通过在振动台平面上不同的位置安装振动传感器也就意味着整个台将工作在不同的固有频率。因此整个振动台因为振动传感器的安装位置不同具备了不同的选频特性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比本发明的有益效果是：普通振动激励***需要信号源，激振器按信号源所产生的信号频率振动，与工作频率及激励对象无关，本发明的特点是无需信号源，且激振器的工作频率能自动跟踪激励对象的固有频率，使***工作在共振状态。本发明克服了常规振动激励***需要信号源，***相当于是没有信号源的带选频环节的闭环反馈***。该装置无需信号源，由于***是一个闭环反馈控制***，开始工作时处于失稳状态，在***将振动控制器增益调整到合适值时，无需外界激励，***就能在固有频率处稳定的振动，振动幅度可调，调整方便，能耗低，对环境的适应能力强。本装置结构简单，成本低，使用方便，可以适应复杂环境下的工作。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
其中：1是振动传感器，2是信号转换器，3是限幅放大器，4是电磁激振器，5是连杆，6是振动台。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
如图1 所示，自动追踪固频的振动激励主要包括振动台6、振动传感器1、振动控制器、电磁激振器4、连杆5，振动控制器包括信号转换器2和限幅放大器3，其中振动传感器1安装在振动台6上，电磁激振器4通过连杆5与振动台6连接，振动控制器连接在振动传感器1与电磁激振器4之间。其中振动传感器1可以是振动位移传感器、振动加速度传感器、振动速度传感器中的一种。
当整个装置上电开始工作时，振动传感器1采集振动台6的振动信号，因为振动台6在未进入工作模式前在外界干扰下自身总会有轻微的振动，当这些振动被振动传感器1捕捉到时，振动传感器1将振动信号通过线缆传输到振动控制器中。振动控制器中的信号转换器2将接受到的振动信号进行分析并转换，信号转换器2根据不同类型的振动传感器1传输的不同的振动信号，通过相应运算方式转换成振动速度信号；并将振动速度信号传输给限幅放大器3，限幅放大器3将接受到的振动速度信号通过功率放大器进行放大，放大倍数以整个***能产生自激振动为宜；电磁激振器4的振动输出通过连杆5输出到振动台6带动振动台6开始振动。
当振动台6振动后，振动传感器1继续采集振动信号，并传输给振动控制器，振动控制器通过不断接受振动信号并将信号放大传输给电磁激振器4，不断提升电磁激振器4的振动幅度，振动频率最终趋向于***固有频率。随着幅度的提升振动会越来越大，振动的波形也会产生失真，限幅放大器3中的稳幅环节构成的负反馈实现信号幅值稳定最终装置以稳定的振动幅度在***固有频率处振动。
振动台各阶固有频率与振型是不相同的，振动台不同位置的幅频特性也不一样，因而改变传感器的安装位置可以使***跟踪不同的固频，从而使***在不同的固频下振动。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (5)

1.一种自动追踪固频的振动装置，其特征为包括振动台和安装在振动台上的振动传感器、通过连杆与振动台连接的电磁激振器、连接在电磁激振器与振动传感器之间的振动控制器，所述振动控制器包括信号转换器和限幅放大器。
2.根据权利要求1所述的一种自动追踪固频的振动装置，其特征为所述振动传感器在振动台上的安装位置可随意调节。
3.根据权利要求1所述的一种自动追踪固频的振动装置，其特征为所述连杆采用弹性材料制作，与振动台的连接采用万向活接结构。
4.根据权利要求1所述的一种自动追踪固频的振动激励方法，其特征为所述激励方法包括以下工作步骤：
步骤一：初始化***，装置中的各个部分处于工作状态；
步骤二：振动传感器采集振动台的振动信号，当振动传感器采集到信号，通过电缆将信号传输至振动控制器中的信号转换器中；
步骤三：信号转换器将接受到信号中的信息进行数据分析并转换为振动速度信号，振动速度信号经限幅放大器将信号放大倍数调节到能够产生自激振动的数值，并通过电缆传输到电磁激振器；
步骤四：电磁激振器接受到输入的振动速度信号，电磁激振器产生振动，电磁激振器输出端通过连杆带动振动台振动；
步骤五：振动装置重复按步骤二、步骤三、步骤四工作，随着自激振动的产生，振动台的振动频率趋向于***固有频率，产生的振动幅度也越来越大，当达到设定信号幅值时，振动控制器中限幅放大器的振动抑制环节工作，振动幅度稳定在设定幅值，最终装置以稳定的振动幅度在***固有频率处振动。
5.根据权利要求4所述的一种自动跟踪固频的振动激励方法，其特征为通过改变振动传感器的安装位置调节振动台工作的固有频率。
CN201310488305.7A 2013-10-18 2013-10-18 一种自动追踪固频的振动装置 Expired - Fee Related CN103506299B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310488305.7A CN103506299B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 一种自动追踪固频的振动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310488305.7A CN103506299B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 一种自动追踪固频的振动装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103506299A true CN103506299A (zh) 2014-01-15
CN103506299B CN103506299B (zh) 2015-07-15

Family

ID=49890029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310488305.7A Expired - Fee Related CN103506299B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 一种自动追踪固频的振动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103506299B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104290019A (zh) * 2014-10-20 2015-01-21 杨芳丽 一种磁振动光饰机及其制作方法
CN108144831A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 南京圣威惠众机电技术有限公司 一种集成动态力实时测量与共振频率可调的旋转激振器
CN108469407A (zh) * 2018-03-16 2018-08-31 中国石油大学(华东) 一种检测表面洁净程度的装置及方法
CN109443679A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种振动试验***
CN109884985A (zh) * 2019-03-11 2019-06-14 上海理工大学 数控机床整机加工状态动态特性的测量方法
CN111229577A (zh) * 2020-02-14 2020-06-05 山东理工大学 微梁超谐波同步共振信号倍频调谐放大装置
CN112758538A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 山西新元称重科学技术研究院有限公司 一种鼓形破拱器、料仓及破拱方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1107978A (zh) * 1994-03-04 1995-09-06 谭家岱 声波共振腔的调谐装置
US5477958A (en) * 1991-04-16 1995-12-26 W. Schlafhorst Ag & Co. Cop individualizing apparatus
CN1338668A (zh) * 2000-08-11 2002-03-06 Ykk株式会社 控制压电振动部件馈送器的方法和装置
CN1378898A (zh) * 2001-03-30 2002-11-13 Ykk株式会社 部件供给装置及其控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477958A (en) * 1991-04-16 1995-12-26 W. Schlafhorst Ag & Co. Cop individualizing apparatus
CN1107978A (zh) * 1994-03-04 1995-09-06 谭家岱 声波共振腔的调谐装置
CN1338668A (zh) * 2000-08-11 2002-03-06 Ykk株式会社 控制压电振动部件馈送器的方法和装置
CN1378898A (zh) * 2001-03-30 2002-11-13 Ykk株式会社 部件供给装置及其控制方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104290019A (zh) * 2014-10-20 2015-01-21 杨芳丽 一种磁振动光饰机及其制作方法
CN108144831A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 南京圣威惠众机电技术有限公司 一种集成动态力实时测量与共振频率可调的旋转激振器
CN108469407A (zh) * 2018-03-16 2018-08-31 中国石油大学(华东) 一种检测表面洁净程度的装置及方法
CN109443679A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种振动试验***
CN109884985A (zh) * 2019-03-11 2019-06-14 上海理工大学 数控机床整机加工状态动态特性的测量方法
CN111229577A (zh) * 2020-02-14 2020-06-05 山东理工大学 微梁超谐波同步共振信号倍频调谐放大装置
CN111229577B (zh) * 2020-02-14 2021-06-01 山东理工大学 微梁超谐波同步共振信号倍频调谐放大装置
CN112758538A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 山西新元称重科学技术研究院有限公司 一种鼓形破拱器、料仓及破拱方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103506299B (zh) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103506299B (zh) 一种自动追踪固频的振动装置
CN108638056A (zh) 基于柔体动力学模型的机器人关节振动分析与抑制方法
CN104008250B (zh) 基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法
KR101300024B1 (ko) 절대 변위 검출 방법 및 그 방법을 이용한 절대 변위 센서
CN101976560A (zh) 前馈型窄带主动噪声控制***性能提高的方法
TWI380946B (zh) 制振定位控制方法及裝置
CN103244603B (zh) 板梁结构振动的主动电磁控制***
JP4802839B2 (ja) アクティブ制振装置及びアクティブ制振装置の制御方法
CN102092638B (zh) 起重机减振***
JP2015525872A5 (zh)
CN100497669C (zh) 一种频率自适应的振动时效方法及装置
CN103092073A (zh) 抑制臂架振动的控制方法及***
CN101741318A (zh) 正弦振动台失真度控制方法
JP2007285429A (ja) アクティブ制振装置及びアクティブ制振装置の制御方法
CN103528901B (zh) 一种测试硬涂层复合结构非线性刚度及阻尼的装置及方法
CN104535174A (zh) 一种机械共振检测装置及方法
WO2006080257A1 (ja) カンチレバー制御装置
CN104728337B (zh) 一种针对运动执行机构到位振动的快速减振装置
CN203272588U (zh) 板梁结构振动的主动电磁控制***
CN102518743B (zh) 一种塔吊-索塔结构耦合振动的振动控制方法
CN103034253B (zh) 动态物理过程振动抑制方法和***
CN108563254A (zh) 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制***
CN204458972U (zh) 一种针对运动执行机构到位振动的快速减振装置
KR100975631B1 (ko) 펄스변조용 커넥터 및 모션 제어 펄스의 실시간 변조방법
CN108845510A (zh) 柔性连接件的振动控制方法、装置、存储介质及执行***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150715

Termination date: 20161018

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee