自适应主动减震

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自适应主动减震技术是基于某种控制算法达到减振降噪目的的技术。主要特点是需要外部能源,控制效果理论上可以根据人们的需要达到最佳的控制水平。

主动减震的成功应用取决于四个重要的技术支撑:对系统传递通道的理解、合适的控制算法、可获得合适的传感器和作动器。主动减震在解决这些关键技术的同事,还需要进行大量的验证。




MangoTree公司将主动减震系统在硬件方面分为3个部分:型号采集系统、信号处理系统、信号激励系统。

信号采集系统采集包括:恒流适配器、ADC、加速度传感器。采集被控对象的实时振动信号,实现病患控制,保证快速收敛。

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信号处理系统包括:控制器(Atom-RIO)、显示器、鼠标辅助设备、电源适配器等。向被控对象振动的反方向施加一个力,抑制被控对象的振动。

信号激励系统包括:DAC、功放模块、吸振器、电源等。提供激励信号,使得被控制对象振动起来。

MangoTree公司将这三个部分有效的结合在一起。当加速度传感器检测到被控对象的信号,设计的主动控制算法使得作动器件(激振器)对被控对象施加控制动作,减小或者抑制被控对象的原始响应,达到控制的目的。

MangoTree公司设计的主动减震系统以FPGA为核心处理控制器。最前端的加速度计获取振源产生的振动信号后,通过AD模块将振动信号转化为数字信号供FPGA采集,FPGA获取信号后进行一些列的处理:滤波、信号分析、自动校准,最后由信号发生模块产生激励吸振器的信号,经过DA之后控制吸振器,完成吸振功能。上位机CPU负责控制界面、FPGA参数配置、信号分析、数据存储等功能。

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根据振源的不同,MangoTree将振动分为单频振动减振和多频振动减振来进行减振实验。单频减振系统设计针对单个稳定振源,产生振动信号的频率、幅值是稳定不变的,多频减振系统是针对多个振源,产生的不同频率及幅值的振动信号,经过一系列跟复杂的型号分析处理之后,控制吸振器,已达到理想的减振效果。应用范围较为广泛,实际应用场景中的振动信号较为复杂,有不同频率与幅值的信号混杂在一起,多频振动更加符合。

多频减振的振动频谱更加丰富,FFT也更加丰富。

如上图,减振钱被控对象FFT达到0.02,减震后降低到0.005以下,测试结果显示经过主动控制的振动等到了明显的抑制。

单频减振视频

多频减振视频



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