CN106444884A - 一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置包括：上位机、与上位机电连接的下位机，所述下位机包括电源板卡、处理器板卡和信号调理板卡，其中：电源板卡提供直流电源，处理器板卡用于完成信号采集、处理和控制计算，信号调理板卡用于信号调理，所述电源板卡包括电源输出接口，电源板卡通过电源输出接口与处理器板卡连接，所述处理器板卡包括网口电路、多个混合接口、一个数字接口，处理器板卡通过网口电路接收上位机下传的指令和参数，并上传数据给上位机，通过混合接口与信号调理板卡电连接。本装置操作简便易行，稳定可靠，通用性强，可广泛应用于各种液压振动试验系统中。

Description

一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置

技术领域

本发明用于单维或多维液压振动试验系统应用领域，具体涉及一种多通道控制装置，既能够实现单个或多个液压作动器的伺服控制，也能够实现对油源等其它设备的远程控制。

背景技术

液压振动台凭借其低中频时推力大、位移大、响应快、重量轻、体积小等诸多优点，弥补了电动式振动台的许多不足，广泛应用于航空航天、车辆、地震模拟等领域，在振动试验系统中占据了重要地位。

国际上MTS公司在80年代基于电液伺服阀建立了多套液压振动台，工作频率达到200Hz，但油液共振影响仍然无法克服，易出现超差现象。国内在液压振动台控制方面做了一定的研究，通常的方法是位移闭环控制或者采用三状态控制策略(地震模拟振动台三状态控制的研究，韩俊伟、于丽明、赵慧《哈尔滨工业大学学报》1999June，Vol131，No3：22～24)主要应用在液压振动台的低频控制方面。针对高频应用，专利《一种高频液压激振系统伺服控制装置》(严侠、陈颖、胡绍全等，专利号201420720159.6)构建了一种高频液压激振系统伺服控制装置，改善了激振系统的高频段频率特性和加速度波形失真度，但是对于低频和多通道应用，并未给出说明。专利《一种伺服控制器》(李康、徐凯、汪东、周景雷，专利号201120493657.8)构建了一款伺服控制器，解决了现有液压伺服控制系统体积大、复杂、操作不便、功能单一的问题，但是该伺服控制器最高的采样频率才到1kHz，数据传输速率更是只有200Hz，并且未给出多通道应用的详细说明。

实际应用中，存在着以下几个方面的问题。

在液压振动系统参数整定和测试中经常需要使用方波、正弦波、扫频波等信号，目前公布的文献资料，较少有集成信号生成的液压控制装置的描述。

液压振动试验系统通常由油源、管路、执行机构、控制系统等组成。油源通常位于油源间，给系统提供高压油液；管路将高压油液输送到试验现场的分配器；分配器上的开关阀控制油液进入液压执行机构；控制系统通过伺服阀等控制元件，控制执行机构完成规定动作。目前公布的文献资料，较少有对整个系统实现自动控制的资料。

实际应用中存在着各种吨位的液压缸，小吨位的液压缸通常由伺服阀直接控制；大吨位的需要增加一个中间级的三级阀进行功率放大，而三级阀也存在两种形式：阀内集成有控制电路的自控型和没有集成控制电路的外控型，对于自控型的执行机构，使用与两级系统完全相同；对于外控型的三级阀，液压控制装置需要提供三级阀的位移控制功能。目前公布的文献资料，几乎没有对这些不同结构形式的执行机构兼容的控制装置描述。

实际物理振动环境大多数是多维的，并且大都可以用六自由度进行描述，为了模拟真实振动环境，越来越多的多维液压振动台得到部署，目前还未见到对多维液压振动台控制装置描述的专利文献资料。

本发明针对以上问题，利用高性能微处理器、FPGA、电子元件等设备设计完成一款液压振动试验系统多通道控制装置，它可以实现从直流到中高频的控制应用；既可以实现对各类执行机构的伺服控制，也可以实现对液压系统的油源、各类开关阀的自动控制；既可以应用于二级阀和自控型三级阀执行机构的系统，也可应用于外控型三级阀系统；既可以使用内部生成的正弦波、方波、扫频信号作为指令信号，也可以将采集外部设备的输出作为指令信号；既可应用于六自由度液压振动试验系统，也可应用于1～6通道的液压振动试验系统。

这种装置操作简便易行，稳定可靠，通用性强，外观简洁，可广泛应用于各种液压振动试验系统中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，用于液压系统油源和各类开关阀的自动控制，以及单通道/多通道的液压执行机构的伺服控制，实现高精度、高带宽的振动控制。

本发明提供的一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，包括：上位机、与上位机电连接的下位机，所述下位机包括电源板卡、处理器板卡和信号调理板卡，其中：电源板卡提供直流电源，处理器板卡用于完成信号采集、处理和控制计算，信号调理板卡用于信号调理，所述电源板卡包括电源输出接口，电源板卡通过电源输出接口与处理器板卡连接，所述处理器板卡包括网口电路、多个混合接口、一个数字接口，处理器板卡通过网口电路接收上位机下传的指令和参数，并上传数据给上位机，通过混合接口与信号调理板卡电连接。

所述下位机还包括工业数字接口板卡，用于远程控制并检测外部设备，所述工业数字接口板卡包括子数字接口、隔离输出电路、隔离输入电路、串行总线接口、工业电源输出电路，通过处理器板卡的数字接口与处理器板卡电连接，所述子数字接口针脚定义与处理器板卡上的数字接口定义相同，所述隔离输出电路将数字接口上的数字TTL输出电平经过隔离、驱动放大输出24V电源，连接到外部的开关阀等设备，隔离输入电路将外部管路或者油源上的状态信号经过隔离、电平转换为TTL电平连接到数字接口上，串行接口电路将微处理器板卡上的串口信号进行隔离、电平转换，与外部设备进行通信。

所述电源板卡还包括交流电源输入接口、过流保护器、EMI滤波器、电源转换与稳压器，外部交流电经过输入接口进入下位机，过流保护器限制过大电流，EMI滤波器滤除电源线上的射频干扰噪声，电压转换与稳压器将交流电变换为三路稳定的直流电。

所述电源输出接口包括三类电源：数字V1电源，给外部设备供电；模拟V2电源，给处理器板卡供电；模拟V3电源，给信号调理板卡供电。

所述信号调理板卡包括子混合接口、一路通用信号输入电路、两路位移信号调理电路、一路压差信号调理电路、一路加速度信号调理电路、一路输出驱动电路，子混合接口针脚定义与处理器板卡上的混合接口定义相同，通用信号输入电路用于标准电压信号的滤波处理，位移信号调理电路一路用于调理外控型三级阀的位移反馈信号，一路用于调理液压作动器的位移反馈信号，压差信号调理电路用于调理液压作动器上的压差传感器反馈信号，加速度信号调理电路用于加速度传感器信号的调理、放大和滤波。

所述处理器板卡还包括电源输入接口、微处理器、FPGA、Flash存储器、SDRAM存储器、数模转换器、模数转换器、数字接口，电源输入接口针脚定义与电源板卡的电源输出接口针脚定义相同，微处理器通过外设总线接口与Flash存储器和SDRAM存储器相连，进行试验信息、上下位机状态、各通道采集参数和控制参数的存储，生成基础波形数据，下发给FPGA。

所述FPGA包括信号滤波模块、信号生成模块、控制计算模块和输出模块，信号滤波模块对模数转换器输入的信号做滤波处理；信号生成模块根据微处理器下发的信号参数和基础波形数据输出实时波形，控制内部信号和外部指令的平滑切换；控制计算模块根据指令和反馈信号计算当前控制输出，输出模块在控制输出信号上叠加颤振信号，输出给数模转换器，数模转换器将数字输出信号转换为连续模拟信号，通过混合接口传递给信号调理板卡。

所述每个混合接口包括5路标准电压输入信号、1路标准电压输出信号、8路数字输入输出信号和模拟V2电源、模拟V3电源，所述数字接口包括8路TTL电压输入信号、8路TTL电压输出信号、1路串行总线信号和数字V1电源。

所述处理器板卡的最高控制频率达到10kHz。

所述混合接口数为1-6个，每个混合接口对应一个信号调理板。

本发明的有益效果如下：

本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其下位机以浮点型微处理器和高性能FPGA为控制核心，最高控制频率可达10kHz，可同步、完整的存储各通道指令、控制和反馈信号。可同时调理采集位移、压差和加速度信号，以位移信号为基础控制环路，将压差和加速度信号引入控制环路消除共振峰、拓宽系统频带，完全可实现从直流到中高频的控制需求。

本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其下位机的工业数字接口板卡，具有多路隔离的输出接口，每通道的输出电流最大达到2A，适应大多数的开关阀和继电器需求，隔离的输入接口可以监控外部开关量的状态；具有串行总线接口，可以和可编程控制器等类型的油源控制器进行通信，实现油源和各种开关阀的远程自动控制，提高了整个液压试验系统的自动化水平。

本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其下位机的信号调理板卡，具有2通道位移调理电路。对于外控型的三级阀液压执行机构，它的第一通道用于采集三级阀的位移反馈，由下位控制器、伺服阀和三级阀构成整个系统的内环；第二通道用于采集液压作动器的位移反馈，由下位控制器和液压执行机构构成整个系统的外环，实现双闭环控制；对于自控型的三级阀和只有伺服阀的两级执行机构，第一通道保留，第二通道采集作动器的位移反馈，由下位控制器和液压执行机构构成整个系统的环路。只需在上位机软件参数设置时进行简单的勾选即可实现不同液压执行机构的配置。

本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其下位机以微处理器和FPGA为控制核心，同时信号调理板卡上具有一个通道的通用信号输入电路，可采集振动控制仪、函数发生器等外部设备的信号。利用微处理器生成一个周期的基础波形数据，将其连同控制参数下发给FPGA，信号生成模块输出波形数据，并控制内部信号和外部指令信号的平滑切换。内部信号生成能力，大大方便了系统调测试，对于简单的振动试验也无需外部的信号发生器或振动控制仪。

本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其下位机以高性能微处理器和FPGA为控制核心，微处理器可实现浮点运算，负责多任务处理。高集成度FPGA具有、逻辑块、内部RAM和多个个乘法器模块，以串行的方式在49uS内可实现六个通道的内外环，共计12个环路的闭环控制。下位机的信号调理板卡根据试验系统通道数目，可选择为1～6个。同时，上位机软件参数设置时进行简单的勾选即可完成不同通道系统的配置。

附图说明

图1是本发明的用于液压振动试验系统的多通道控制装置示意图；

1-上位机 2-下位机 21-电源板卡 22-处理器板卡 23-信号调理板卡 24-工业数字接口板卡 210-交流电源输入接口 211-过流保护器 212-EMI滤波器 213-电源转换与稳压器214-电源输出接口 220-电源输入接口 221-微处理器 222-FPGA 223-Flash存储器224-SDRAM存储器 225-网络接口 226-数模转换器 227-模数转换器 228-混合接口 229-数字接口 230-子混合接口 231-通用信号输入电路 232-位移信号调理电路 233-压差信号调理电路 234-加速度信号调理电路 235-输出驱动电路 240-子数字接口 241-隔离输出电路242-隔离输入电路 243-串行总线接口 244-工业电源输出电路

图2是本发明多通道控制装置的工作流程；

图3是具体实施例一结构示意图；

1-上位机 2-下位机 3-振动控制仪 4-液压执行机构 5-连接装置 6-台体 7-开关阀 8-油路 9-信号线缆 10-双绞线缆 11-油源电控柜 12-油源

图4具体实施例一的每个信号调理板卡连接示意图；

23-信号调理板卡 230-子混合接口 231-通用信号输入电路 232-位移信号调理电路233-压差信号调理电路 234-加速度信号调理电路 235-输出驱动电路 3-振动控制仪输出 4-液压执行机构 41-伺服阀 42-外控型三级阀 43-位移传感器 44-液压作动器

图5具体实施例二结构示意图；

1-上位机 2-下位机 4-液压执行机构 5-连接装置 6-台体 7-开关阀 8-油路 9-信号线缆 10-双绞线缆 11-油源电控柜 12-油源 13-加速度传感器

图6具体实施例二的信号调理板卡连接示意图；

23-信号调理板卡 230-子混合接口 231-通用信号输入电路 232-位移信号调理电路233-压差信号调理电路 234-加速度信号调理电路 235-输出驱动电路 3-振动控制仪输出 4-液压执行机构 41-伺服阀 42’-自控型三级阀 43-位移传感器 44-液压作动器 45-压差传感器 13-加速度传感器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。

如图1所示，为本发明一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，它包括上位机1和下位机2。上位机1上运行伺服控制器软件，通过网线与下位机2相连，向下位机发送系统配置参数、通道控制参数和信号生成参数，同时接受下位机上传的状态信息和数据信息，实现人机界面、数据的分析和存储。下位机2以模块化的板卡形式设计，包括电源板卡21、处理器板卡22、1～6块信号调理板卡23，工业数字接口板卡24。电源板卡21负责给整个下位机提供电源，处理器板卡22负责信号的采集、处理和控制计算，信号调理板卡23负责调理外部振动控制仪等设备的指令信号以及位移传感器、压差传感器和加速度传感器的反馈信号，输出驱动信号到电液阀，工业数字接口板卡负责控制并检测外部开关阀等设备，它的RS485接口实现与外部可编程控制器的通讯。

电源板卡21包括交流电源输入接口210、过流保护器211、EMI滤波器212、电压转换和稳压器213以及电源输出接口214，它负责给系统提供三路稳定的、相互隔离的直流电。外部交流电经过输入接口210进入该下位机，过流保护器211限制过大电流流过机器，EMI滤波器212滤除电源线上的射频干扰噪声，电压转换和稳压器213将交流电变换为三路稳定的直流电，电源输出接口214包括三类电源：数字V1-主要给各类阀供电；模拟V2-主要给处理器板卡供电；模拟V3电源主要给信号调理板卡供电。电源板卡21通过电源输出接口214与处理器板卡22连接。

处理器板卡22包括电源输入接口220、浮点型微处理器221、高性能FPGA222、Flash存储芯片223、SDRAM存储芯片224、网口电路225、数模转换电路226、模数转换器227、多个混合接口228和1个数字接口229。电源输入接口220针脚定义与电源板卡的电源输出接口214定义相同，用于接受输入的电源。浮点型微处理器221作为下位机的任务调度中心，一方面通过网口225接受上位机1下传的指令和参数，并上传数据给上位机1；另一方面通过外设总线接口与存储器Flash 223和SDRAM 224相连，进行本地关键数据和中间数据的存储，还负责生成基础波形数据，并将这些数据和指令、参数下发给高性能FPGA 222。高性能FPGA222优化设计的FPGA程序在49uS内即可完成一个控制周期的计算任务，其程序包括信号滤波模块、信号生成模块、控制计算模块和输出模块，滤波模块对模数转换器227输入的信号做数字滤波处理，进一步降低噪声；信号生成模块根据微处理器221下发的信号参数和基础波形数据输出实时波形，同时控制内部信号和外部指令的平滑切换；控制计算模块根据指令和反馈信号，在微处理器221给定的控制参数下实时计算当前的控制输出；输出模块在控制输出信号上叠加颤振信号，并输出给数模转换器226，数模转换器226将数字输出信号转换为连续的模拟信号。处理器板卡22最高控制频率达到10kHz，完全满足液压台的高频应用需求。它通过混合接口228与信号调理板卡23电连接，每个混合接口包含5路标准电压输入信号、1路标准电压输出信号、8路数字输入输出信号和模拟V2电源、V3电源。处理器板卡22通过数字接口229与工业数字接口板卡24电连接，数字接口包含8路TTL电压输入信号、8路TTL电压输出信号、1路串行总线信号和数字V1电源。

信号调理板卡23包括1个子混合接口230、通用信号输入电路231、位移调理电路232、压差信号调理电路233、加速度信号调理电路234和输出驱动电路235。该子混合接口230针脚定义与处理器板卡22上的混合接口228定义相同，用于与处理器板卡22的电源和信号传输。通用信号输入电路231包含一个通道的标准电压信号电路，负责对振动控制仪等设备的输出信号的滤波处理。位移信号调理电路232包含两通道位移传感器的激励、调理和滤波处理，第一通道用于调理外控型三级阀的位移反馈信号，第二通道用于调理液压作动器的位移反馈信号，对于两级的液压执行机构和自控型的三级阀执行机构，第一路不需要连接传感器，只将液压作动器的位移反馈连接至第二路输入即可。压差信号调理电路233负责调理液压作动器上的压差传感器反馈信号。加速度信号调理电路234实现单一通道的加速度传感器信号的调理、放大和滤波。驱动输出电路235负责对处理器板卡22输出的控制电压信号进行平滑滤波、电压电流转换、输出信号选择等功率放大作用，将放大的驱动信号输出到伺服阀。每个信号调理板卡23对应于一个液压执行机构。

工业数字接口板卡24包括1个子数字接口240、隔离的输出电路241、隔离的输入电路242、串行接口电路243和电源输出电路244。该子数字接口240针脚定义与处理器板卡22上的数字接口229定义相同，用于与处理器板卡22的电源和数字信号传输。隔离的输出电路241将数字接口上的数字TTL输出电平经过隔离、驱动放大输出24V电源，连接到外部的开关阀等设备。隔离的输入电路242将外部管路或者油源上的状态信号经过隔离、电平转换为TTL电平连接到数字接口240上。串行接口电路243将微处理器板卡22上的串口信号进行隔离、电平转换，与外部设备如油源的可编程控制器进行通信。

如图2所示是多通道控制装置的工作流程示意图。首先进行试验前的准备工作：检查油源、试验现场、管路是否有漏油，安装并检查试验试件和传感器等，确保各连接线按照要求连接正确。然后打开下位机，启动上位机软件，若上位机报警提示与下位机为建立连接，或者下位机通信指示灯指示红色，则需要检查上下位机及其连接的网线；若连接正常，继续在软件中配置参数，包括采样率、通道数目、各通道控制参数、执行机构类型以及速度和位移的安全限制参数等。参数配置后，点击初始化进行系统设备状态采集，包括当前油源状态、各个开关阀的状态和各个液压作动器的位移，若它们的采集信息与实际不相符，就需要检查相关设备、线缆和其接插件，直到采集的信息与实际一致，然后按顺序开启油源，只有在油源完全启动后，才能进行后续的操作。打开系统总增益，它控制各个通道是否接受指令信号：若该增益不打开，控制器始终处于位置保持模式，即控制各个液压缸保持当前位置。待总增益打开后，进行正式试验：对中、信号生成或者接受外部设备的信号作为控制指令，控制各个液压缸实现指令信号所规定的动作。正式试验过程中，控制装置实时检测油源、各开关阀状态，监控各个液压缸是否有速度和位移的安全超限，若有任一规定的状态异常或者安全超限，控制装置上位机和下位机会发生报警、位置保持，甚至直接关闭油源的操作；否则，继续正式试验，直到用户将总增益关闭。总增益关闭，代表正式试验结束，按照顺序关闭油源，只有在油源关闭后，才能关闭上位机和下位机，若控制装置未能远程关闭油源，可以到油源现场，手动关闭。

具体实施例一如图3所示，该装置用于某六自由度液压试验系统。该试验系统在地理位置上比较分散，设备分别分布在测控间、油源间和实验大厅。其中，测控间有多通道控制装置的上位机1、下位机2和振动控制仪3，试验操作人员在这里控制整个系统；油源间有油源12及其电控柜11，给液压执行机构提供动力；试验大厅有管路8及其开关阀7、液压执行机构4、台体6及其与各液压执行机构4之间的连接装置5，如铰链连接装置、信号线缆9和双绞线缆10等其他附件，6个液压执行机构4以321结构形式构成一个六自由度液压振动台。该多通道控制装置的下位机2上的6个信号调理板卡通过信号线缆分别与6个液压执行机构进行电连接。单个信号调理板卡23的连线具体如图4所示，信号调理板卡23的输出驱动电路235输出±20mA电流信号到执行机构4上的伺服阀41，该伺服阀41按照控制电流大小比例地控制三级阀42的运动速度，该三级阀42上的位移传感器43将三级阀阀芯位移信号反馈到信号调理板卡23上的位移调理电路232的第一通道，构成内环三级阀位移控制环路，该三级阀42控制与之相连的液压作动器44的运动，液压作动器44上的位移传感器43将其活塞位移反馈到信号调理板卡23上的位移调理电路232的第二通道，构成外环液压作动器位移控制环路，这就是双闭环控制，每个信号调理板卡23上的通用输入调理电路231连接到振动控制仪3相对应的输出端，用于接受该通道的控制指令。该多通道控制装置的下位机2的工业数字接口板卡24上的6个隔离输出端口分别连到了6个液压执行机构进油管路的开关阀，用于分别控制是否给6个作动器供油。该多通道控制装置的下位机2的工业数字接口板卡24上的串行接口通过双绞线缆10连到了位于油源间的油源电控柜11的可编程控制器的相应端口，用于远程控制油源。

具体实施例二如图5所示，该装置用于某单通道液压试验系统。该试验系统包括多通道控制装置的上位机1、下位机2。同样，油源12及其电控柜11位于油源间；试验大厅有管路8及其开关阀7、液压执行机构4、台体6及其与液压执行机构4之间的连接装置5，如液压球头连接装置、加速度传感器13、信号线缆9和双绞线缆10等其他附件，一个液压执行机构4构成一个单通道的液压振动台。该多通道控制装置的下位机2上的1块信号调理板卡23通过信号线缆与该液压执行机构4进行电连接，具体如图6所示，信号调理板卡23的输出驱动电路235输出±10mA电流信号到执行机构4上的伺服阀41，该伺服阀41按照控制电流大小比例地控制三级阀42’的运动速度，该三级阀42’内部集成有位移传感器和控制电路，不需要外部控制，它控制与之相连的液压作动器44的运动，液压作动器44上的位移传感器43将其活塞位移反馈到信号调理板卡23上的位移调理电路232的第二通道，进行闭环位移控制，同时液压作动器44上安装了压差传感器45，该传感器连接到了调理板卡23上的压差调理电路233，将液压作动器的压差信号引入到控制闭环，有利于消除液压系统中的共振峰。另外安装在台体上的加速度传感器13连接到了调理板卡23的加速度调理电路234，将台体加速度信号引入到控制闭环，有利于提高系统带宽。该多通道控制装置的下位机2的工业数字接口板卡上24的1个24V输出端口连到了该液压执行机构进油管路的开关阀，用于控制给作动器供油。该多通道控制装置的下位机2的工业数字接口板卡上24的串行端口通过双绞线缆11连到了位于油源间的油源电控柜的可编程控制器的相应端口，用于远程控制油源。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专利技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，包括：上位机、与上位机电连接的下位机，所述下位机包括电源板卡、处理器板卡和信号调理板卡，其中：电源板卡提供直流电源，处理器板卡用于完成信号采集、处理和控制计算，信号调理板卡用于信号调理，所述电源板卡包括电源输出接口，电源板卡通过电源输出接口与处理器板卡连接，所述处理器板卡包括网口电路、多个混合接口、一个数字接口，处理器板卡通过网口电路接收上位机下传的指令和参数，并上传数据给上位机，通过混合接口与信号调理板卡电连接。

2.根据权利要求1所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述下位机还包括工业数字接口板卡，用于远程控制并检测外部设备，所述工业数字接口板卡包括子数字接口、隔离输出电路、隔离输入电路、串行总线接口、工业电源输出电路，通过处理器板卡的数字接口与处理器板卡电连接，所述子数字接口针脚定义与处理器板卡上的数字接口定义相同，所述隔离输出电路将数字接口上的数字TTL输出电平经过隔离、驱动放大输出24V电源，连接到外部的开关阀等设备，隔离输入电路将外部管路或者油源上的状态信号经过隔离、电平转换为TTL电平连接到数字接口上，串行接口电路将微处理器板卡上的串口信号进行隔离、电平转换，与外部设备进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述电源板卡还包括交流电源输入接口、过流保护器、EMI滤波器、电源转换与稳压器，外部交流电经过输入接口进入下位机，过流保护器限制过大电流，EMI滤波器滤除电源线上的射频干扰噪声，电压转换与稳压器将交流电变换为三路稳定的直流电。

4.根据权利要求3所述的一种用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述电源输出接口包括三类电源：数字V1电源，给外部设备供电；模拟V2电源，给处理器板卡供电；模拟V3电源，给信号调理板卡供电。

5.根据权利要求1所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述信号调理板卡包括子混合接口、一路通用信号输入电路、两路位移信号调理电路、一路压差信号调理电路、一路加速度信号调理电路、一路输出驱动电路，子混合接口针脚定义与处理器板卡上的混合接口定义相同，通用信号输入电路用于标准电压信号的滤波处理，位移信号调理电路一路用于调理外控型三级阀的位移反馈信号，一路用于调理液压作动器的位移反馈信号，压差信号调理电路用于调理液压作动器上的压差传感器反馈信号，加速度信号调理电路用于加速度传感器信号的调理、放大和滤波。

6.根据权利要求1所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述处理器板卡还包括电源输入接口、微处理器、FPGA、Flash存储器、SDRAM存储器、数模转换器、模数转换器、数字接口，电源输入接口针脚定义与电源板卡的电源输出接口针脚定义相同，微处理器通过外设总线接口与Flash存储器和SDRAM存储器相连，进行试验信息、上下位机状态、各通道采集参数和控制参数的存储，生成基础波形数据，下发给FPGA。

7.根据权利要求6所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述FPGA包括信号滤波模块、信号生成模块、控制计算模块和输出模块，信号滤波模块对模数转换器输入的信号做滤波处理；信号生成模块根据微处理器下发的信号参数和基础波形数据输出实时波形，控制内部信号和外部指令的平滑切换；控制计算模块根据指令和反馈信号计算当前控制输出，输出模块在控制输出信号上叠加颤振信号，输出给数模转换器，数模转换器将数字输出信号转换为连续模拟信号，通过混合接口传递给信号调理板卡。

8.根据权利要求6所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述每个混合接口包括5路标准电压输入信号、1路标准电压输出信号、8路数字输入输出信号和模拟V2电源、模拟V3电源，所述数字接口包括8路TTL电压输入信号、8路TTL电压输出信号、1路串行总线信号和数字V1电源。

9.根据权利要求7或8所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述处理器板卡的最高控制频率达到10kHz。

10.根据权利要求1所述的用于液压振动试验系统的多通道控制装置，其特征在于，所述混合接口数为1-6个，每个混合接口对应一个信号调理板。