机敏结构振动主动控制的SMA交替驱动装置与方法

摘要

本发明涉及一种机敏结构主动控制的形状记忆合金驱动装置与方法。本实验装置将安装有多路形状记忆合金驱动单元的实验模型吊装在铝合金外框架上，通过连接功率放大器的函数信号发生器驱动固定在铝合金外框架上的激振器，使与激振器相连接的机身模型产生振动响应，通过压电传感器采集振动响应信号，经过插有数据采集卡的计算机运算产生输出至多路驱动恒流源，交替驱动复合于实验模型结构的多路形状记忆合金驱动单元。本发明方法为通过上位机的控制算法设置不同的控制策略，通过多路驱动恒流源交替驱动多路形状记忆合金驱动单元，达到抑制结构振动响应的效果。本装置与方法结合软件开发和功能设计，完全实现了多路多机的恒流驱动能力，且具有使用方便和可靠稳定的特点，从而为基于形状记忆合金机敏材料的智能结构主动控制研究，提供了重要的实验手段和组成单元。

主权项

一种机敏结构主动控制的形状记忆合金驱动装置，包括一个固定支撑架构(1)、一个安装有多路形状记忆合金驱动单元(2)的模型结构(3)、一块A/D数据采集卡(4)、一台任意函数信号发生器(5)、一台信号功率放大器(6)、两台多路交替驱动恒流源(7)、一套多组PZT传感器网络(8)、一台激振器(9)、多台电荷放大器(10)、一台计算机(11)和一台数字示波器(12)，其特征在于所述计算机(11)通过两台多路交替驱动恒流源(7)连接多路形状记忆合金驱动单元(2)，计算机(11)带有A/D数据采集卡并连接数字示波器(12)，A/D数据采集卡(4)通过多路电荷放大器(10)连接多组PZT传感器网络(8)，多组PZT传感网络(8)粘贴在模型结构(3)上，所述任意函数信号发生器(5)经信号功率放大器(6)和激振器(9)连接，通过连杆与模型结构(3)连接；通过两台多路交替驱动恒流源(7)实现对多路形状记忆合金驱动单元(2)不同控制策略的驱动；使用橡皮绳将安装有多路形状记忆合金驱动单元(2)的模型结构(3)吊装在固定支撑架构(1)上；任意函数信号发生器(5)发出的信号经功率放大器(6)放大后输入激振器(9)，激振器(9)对模型结构(3)施加激励；粘贴在模型结构(3)上的多路PZT传感器网络(8)检测到结构振动信号，经过多路电荷放大器(10)调理，输出到以PIC接口连接到计算机(11)的A/D数据采集卡(4)，其后依照相应的控制策略控制多路交替驱动恒流源(7)驱动多路形状记忆合金驱动单元(2)工作，从而对模型结构(3)产生控制作用力，实现对其结构振动响应的实时抵消，以达到主动消除或降低模型结构(3)振动响应的目的。