虚拟惯性可控阻尼器

摘要

本发明公开了一种能够抑制振动加速度的虚拟惯性可控阻尼器。该虚拟惯性可控阻尼器通过加速度传感器测量机械结构系统的振动加速度，并通过信号采集与处理模块对振动加速度信号进行处理得到嵌入式控制模块能够识别的信号，然后通过嵌入式控制模块的算法处理得到最佳阻尼值，并将最佳阻尼值信号传给可控阻尼器模块，可控阻尼模块对机械结构系统的阻尼参数进行调节来改变系统的阻尼，从而使振动加速度越来越小，无论系统运行环境如何变化，都不会影响机床等机械结构系统的平稳性和舒适性。另外，该虚拟惯性可控阻尼器能够很好地实现可控自动调节的效果，具有很强的实用性，不会增加系统的结构复杂性。适合在阻尼器领域推广运用。

主权项

虚拟惯性可控阻尼器，其特征在于：包括传感器模块、信号采集与处理模块、嵌入式控制模块和可控阻尼器模块；所述传感器模块包括加速度传感器和测量电路，用于测量机械结构系统的振动加速度并将测得的振动加速度信号传递给信号采集与处理模块；所述信号采集与处理模块包括积分器、多路开关、采样保持器和模拟数字转换器A/D，所述积分器将振动加速度信号转化为振动速度信号，多路开关和采样保持器对振动加速度信号和振动速度信号进行采样，通过模拟数字转换器A/D转化把采样得到的模拟信号转化为嵌入式控制模块能够识别的振动加速度信号和振动速度信号并将得到振动加速度信号和振动速度信号传递给嵌入式控制模块；所述嵌入式控制模块对振动加速度信号和振动速度信号进行如下所述的算法处理得到最佳阻尼值C：$C=\left\{\begin{array}{cc}{C}_{\max },& \stackrel{··}{y}\times \stackrel{·}{y}>0\cap \frac{\stackrel{··}{y}}{\stackrel{·}{y}}{C}_m>C_{\max }\\ \frac{\stackrel{··}{y}\left(t\right)}{\stackrel{·}{y}\left(t\right)}{C}_m,& \stackrel{··}{y}\times \stackrel{·}{y}>0\cap C_{\min }\le \frac{\stackrel{··}{y}}{\stackrel{·}{y}}{C}_m\le C_{\max }\\ C_{\min },& \stackrel{··}{y}\times \stackrel{·}{y}<0\cap \frac{\stackrel{··}{y}}{\stackrel{·}{y}}{C}_m<C_{\min }\end{array}\right.$其中，C_m为虚拟惯性可控阻尼器选定的弹性阻尼系数，其单位为N·s/m，C_min为阻尼器能提供的最小阻尼值，C_max为阻尼器能提供的最大阻尼值，嵌入式控制模块将最佳阻尼值C输出给可控阻尼器模块，所述可控阻尼器模块对机械结构系统的阻尼参数进行调整。