CN109828453A - 一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，包括用于获取待抑制振动器件振动信息的传感器，传感器数据连接至PID控制器的信号输入端，PID控制器的信号输出端连接至开关脉冲发生器的信号输入端，脉冲信号发生器的信号输出端连接至开关电路的信号输入端，开关电路的信号输出端连接至压电片，压电片贴附在所述待抑制振动器件上，并用于根据所述期望模拟电压产生机械变形进而抑制所述待抑制振动器件的振动位移；该系统独创性地设计了一种产生混合信号的开关脉冲发生策略，并将其和开关电路相结合，组成了一种小巧高效灵活的开关控制系统架构，显著减小了控制系统的体积。

Description

一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统及方法

【技术领域】

本发明属于振动控制技术领域，尤其涉及一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统及方法。

【背景技术】

振动控制是指采用隔振技术来降低振动的传递率，用振动阻尼减弱物体震动强度并减低向空间的声辐射，用动态吸振器将机械的振动能量转移并消耗在附加的振动系统上等技术的统称。

近年来，在微型机器人领域和无人机领域等小型控制系统领域中，采用压电作动器对控制系统进行主动控制已成为研究的热点。微型机器人控制系统对重量和功耗要求较高，许多高空长航大翼展无人机对体积和能耗也有较为严格的限制。传统为主动控制提供能量的功放驱动电源太过笨重而且效率低下，无法应用在上述小型控制系统领域。因此，对振动控制系统进行小型化和低功耗研究已成为振动控制领域研究的一个重要方向。

与被动或半被动(主动)方法相比，主动控制依赖于控制策略和外部能量，对环境变化的适应性更强，阻尼性能更高。然而，对压电作动器进行主动控制必须引入外部能量才能实现抑振。传统的功率放大器对连续信号进行放大，只能按比例增加输入信号的幅值，效率低下，极大地增加了系统功耗。开关功率放大器，特别是D类放大器提供了一种高效的解决方案，它通过脉宽调制(PWM)信号驱动的半(全)桥连接高压电源和压电作动器。但是开关功率放大器通常需要低通滤波器(LPF)来解调高频PWM信号，而且还需要电压(电流)反馈来减小输出失真。小电容负载通常需要LPF中的大电感来维持低电压失真，然而大电感器既占用了电路板空间又增加了重量，传统的压电驱动控制系统，比较典型的一款是哈尔滨工业大学学博实精密测控有限责任公司生产的HPV-3C0150A0300型号，其体积达到了34.5*32*14cm，因此，不论从体积、质量还是功耗上讲，并不适合应用在在对空间、载重有严格限制的微型控制系统领域。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统及方法，以减少主动控制系统的体积并降低整个系统的重量，更适用于小型控制系统领域。

本发明第一种技术方案为：一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，包括用于获取待抑制振动器件振动信息的传感器，传感器数据连接至PID控制器的信号输入端，PID控制器用于接收传感器发出的振动信息，并根据振动信息生成用于抵消待抑制振动器件振动的抵消信号；

PID控制器的信号输出端连接至开关脉冲发生器的信号输入端，开关脉冲发生器用于根据抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号；

脉冲信号发生器的信号输出端连接至开关电路的信号输入端，开关电路用于接收第一脉冲信号和第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号转换成期望模拟电压并发出；

开关电路的信号输出端连接至压电片，压电片贴附在待抑制振动器件上，并用于根据期望模拟电压产生机械变形进而抑制待抑制振动器件的振动位移。

进一步的，开关电路包括与脉冲发生器的信号输出端信号连接的逻辑门电路，逻辑门电路的信号输出端连接至栅极驱动器的信号输入端，栅极驱动器的信号输出端连接至H桥转换器的信号输入端，H桥转换器的信号输出端连接至压电片；

逻辑门电路用于将第一脉冲信号和第二脉冲信号转换成两路驱动器输入信号，并发送至栅极驱动器；栅极驱动器为两个，并分别接收一路驱动器输入信号，每个栅极驱动器均用于根据接收的驱动器输入信号生成驱动序列信号，并发送至H桥转换器；H桥转换器用于根据驱动序列信号产生期望模拟电压并发送至压电片。

进一步的，逻辑门电路由两个逻辑与门电路和一个反相器构成，以保证输出的两路驱动器输入信号不会同时为高电平。

进一步的，两个栅极驱动器生成四路驱动序列信号，每个栅极驱动器均生成两路驱动序列信号。

进一步的，H桥转换器包括四个mos管，四路驱动序列信号分别发送至四个mos管，四个mos管根据四路驱动序列信号切换其开关状态，并产生期望模拟电压最终发送至压电片。

本发明的另一种技术方案为：一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，使用上述的一种用于振动抑制的开关式主动控制系统，具体由以下步骤完成：

获取待抑制振动器件的振动信息，根据振动信息生成抵消信号并发送至开关脉冲发生器，开关脉冲发生器根据抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号并发送至开关电路，根据第一脉冲信号和第二脉冲信号生成期望模拟电压，通过期望脉冲电压控制贴附在待抑制振动器件上的压电片产生机械变形进而抑制待抑制振动器件的振动位移。

进一步的，根据第一脉冲信号和第二脉冲信号生成期望模拟电压的具体方法为：

将第一脉冲信号分两路，分别发送至开关电路中逻辑门电路的第一逻辑与门和第二逻辑与门的信号输入端；将第二脉冲信号分两路，一路通过反相器后发送至第二逻辑与门的信号输入端，另一路发送至第一逻辑与门的信号输入端；

第一逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第一栅极驱动器，第一栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器的第一mos管和第二mos管；

第二逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第二栅极驱动器，第二栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器的第三mos管和第四mos管；

H桥转换器根据第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的连通状态生成期望脉冲电压并发送至压电片。

进一步的，根据振动信息生成抵消信号具体方法为：

通过计算得出抵消信号M(n)，其中，K_p为最优比例系数，e(n)为n时刻测得的振动偏差信号，K_i为积分系数，n为正整数，为采样时刻的序号，k∈n，e(k)为k时刻测得的振动偏差信号，T为采样周期，K_d为微分系数，e(n-1)第n-1时刻的振动偏差信号。

进一步的，生成第一脉冲信号和第二脉冲信号具体采用以下方法：

第一脉冲信号的占空比通过得出，Duty cycle表示第一脉冲信号的占空比；

第二脉冲信号通过抵消信号M(n)与零比较得出：当抵消信号M(n)＞0时，第二脉冲信号为高电平；当M(n)≤0时，第二脉冲信号为低电平。

本发明的有益效果是：该系统独创性地设计了一种产生混合信号的开关脉冲发生策略，并将其和开关电路相结合，组成了一种小巧高效灵活的开关控制系统架构，显著减小了控制系统的体积；开关脉冲发生器所产生的占空比可调的脉冲信号可以灵活结合多种控制算法实现更加实时精确的控制；无需在输出级和PZT(压电片)之间安插低通滤波装置，而且无需加入电压(电流)反馈来减小输出端失真，从而简化了系统设计，进一步减小了系统体积。

【附图说明】

图1为本发明一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统的原理图；

图2为本发明实施例中PID控制器的控制原理框图；

图3为本发明实施例中开关脉冲发生器产生两个脉冲串的原理图；

图4为本发明实施例中脉冲开关电路原理图；

图5为本发明实施例中脉冲开关电路的四种电路状态示意图；

图6为采用本发明实施例中的小型开关式主动控制系统对待测元件进行振动抑制的振动位移收敛图。

其中：1.压变片；2.传感器；3.质量块；4.PID控制器；5.开关脉冲发生器；6.栅极驱动器；7.逻辑门电路；8.H桥转换器。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

为了满足小型化和低功耗的要求，本发明提出了一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，其为应用开关控制策略和小巧开关电路的主动控制系统。该系统与现有采用开关式功率放大器的主动控制系统相比，具有如下优点：(1)开关电路中无滤波器，显著减小了系统的体积和重量，其功能也不再是简单放大模拟信号，而是作为核心模块，直接接收控制单元输出的开关控制信号。(2)提出了开关控制为基础的主动控制系统架构，首先，将控制器输出的离散控制信号转化为占空比不断变化的脉冲序列，随后，将脉冲序列用于开关电路的开关控制，并将开关电路输出的脉冲电压直接作用于压电驱动元件。这种占空比调节机制可以结合多种现代控制理论，从而实现控制系统的灵活性。综上，该控制系统兼具小尺寸、低功耗性和高灵活性的优点。本实施例中的开关式主动控制系统集成后其体积大小可缩减到5*4*2cm，相对于哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司生产的HPV-3C0150A0300型号的控制系统，大大地减小了体积，而且对于整个系统的重量和功耗也大大减小。

本发明的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，本系统功耗低、结构简单，可以灵活与控制算法相结合的压电振动控制系统，如图1所示，包括用于获取待抑制振动器件振动信息的传感器2、PID控制器4、开关脉冲发生器5和开关电路。该开关式主动控制系统可以灵活采用各种控制算法产生控制信号，为了方便介绍，本实施例中采用基于PID算法的控制器加以说明。

本实施例中将压电悬臂梁结构一端固定在激振器(JZK-20,Sinocera,INC,China)上，激振信号由函数发生器(Tektronix，AFG3000，USA)产生，对悬臂梁在其一阶固有频率14Hz下进行激励。另一端为自由端，固定端处贴有一片压电材料作为抑制振动的作动器，靠近自由端放置一个质量块3用来降低梁的振动位移y_n，根据PID控制算法计算得出最终期望的振动控制信号(即抵消信号)M(n)。所产生的控制信号M(n)又通过开关脉冲发生策略生成两路开关脉冲控制信号，开关电路在开关脉冲控制信号的控制下生成脉冲形式的抵消电压加载到压电材料两端来实现机械结构的振动抑制。

传感器2数据连接至PID控制器4的信号输入端，本实施例中传感器采用位移传感器来测量悬臂梁的振动位移，测量的位移值通过数采卡(NIPXIe-6363A/D,USA)送至控制器；位移传感器型号选用LK-G85,Keyence,Japan。PID控制器4用于接收传感器2发出的振动信息，并根据振动信息生成用于抵消待抑制振动器件振动的抵消信号。

PID控制器4的信号输出端连接至开关脉冲发生器5的信号输入端，开关脉冲发生器5用于根据抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号；

脉冲信号发生器5的信号输出端连接至开关电路的信号输入端，开关电路用于接收第一脉冲信号和第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号转换成期望模拟电压并发出。

如图4所示，开关电路包括与脉冲发生器5的信号输出端信号连接的逻辑门电路7，逻辑门电路7用于将第一脉冲信号(即脉冲A)和第二脉冲信号(即脉冲B)转换成两路驱动器输入信号，并发送至栅极驱动器6；逻辑门电路7由两个逻辑与门电路和一个反相器构成，以保证输出的两路驱动器输入信号不会同时为高电平。

开关电路中逻辑门由74HC00芯片实现，栅极驱动器由两个IR2104芯片组成，H桥由四个IRF740MOSFET和四个IN4148二极管构成，用来给H桥供电的电源V_DC由升压电路DRV2700EVM(Dallas,USA)实现，DRV2700由两个3V锂钮扣电池供电。

逻辑门电路7的信号输出端连接至栅极驱动器6的信号输入端，栅极驱动器6用来驱动H桥转换器8中的MOSFET管(即mos管)。栅极驱动器6为两个，并分别接收一路驱动器输入信号，每个栅极驱动器6均用于根据接收的驱动器输入信号生成驱动序列信号，并发送至H桥转换器8；两个栅极驱动器6生成四路驱动序列信号，每个栅极驱动器6均生成两路驱动序列信号。

在栅极驱动器6中，当IN为高时，HO切换电源开启高端MOSFET管为完全导通；当IN为低时，LO切换电源开启低端MOSFET管为完全导通。根据第一脉冲信号和第二脉冲信号的高低电平，本实施例中，由两个栅极驱动器6产生四个驱动序列信号SW1～SW4，控制H桥变换器8中四个MOSFET管的开关状态，从而在压电片1上产生脉冲形式的高压，来消散振动机械能。

所以，如图5所示，本发明实施例中的H桥变换器8的状态有四种：

状态1、当第一脉冲信号和第二脉冲信号都为高电平时，第一脉冲信号和第二脉冲信号通过第一逻辑与门生成的脉冲1为高电平。第二脉冲信号在经过第二逻辑与门之前会先经由反相器反向，从反相器输出的电平为低电平，故第一脉冲信号和反向后的第二脉冲信号通过第二逻辑与门生成的脉冲2为低电平。高电平脉冲1通过栅极驱动器1之后，栅极驱动器1IN输入端为高电平，输出端HO为高电平，MOSFET管T1导通，。低电平脉冲2通过栅极驱动器2之后，栅极驱动器2输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T4导通。此时，压电元件被正向电流充至+V_DC(规定左端为正端)，对应的电流流向如图5(a)所示。

状态2：当第一脉冲信号为低电平，第二脉冲信号为高电平时，第一脉冲信号和第二脉冲信号通过第一逻辑与门生成的脉冲信号脉冲1为低电平。第二脉冲信号在经过第二逻辑与门之前经反相器反向后输出的电平为低电平，故第一脉冲信号和反向后的第二脉冲信号通过第二逻辑与门生成的脉冲2为低电平。低电平脉冲1通过栅极驱动器1之后，栅极驱动器1输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T2导通。低电平脉冲2通过栅极驱动器2之后，栅极驱动器2输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T4导通。此时压电元件回流放电直至电压为零，对应的电流流向如图5(b)所示。

状态3：当第一脉冲信号为高电平，第二脉冲信号为低电平时，第一脉冲信号和第二脉冲信号通过第一逻辑与门生成的脉冲信号脉冲1为低电平。第二脉冲信号在经过第二逻辑与门之前经反相器反向后输出的电平为高电平，故第一脉冲信号和反向后的第二脉冲信号通过第二逻辑与门生成的脉冲2为高电平。低电平脉冲1通过栅极驱动器1之后，栅极驱动器1输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T2导通。高电平脉冲2通过栅极驱动器2之后，栅极驱动器2输入端IN为高电平，输出端HO为高电平，MOSFET管T3导通。此时压电元件被充至-V_DC，对应的电流流向如图5(c)所示。

状态4：当第一脉冲信号和第二脉冲信号都为低电平时，第一脉冲信号和第二脉冲信号通过第一逻辑与门生成的脉冲信号脉冲1为低电平。第二脉冲信号在经过第二逻辑与门之前经反相器反向后输出的电平为高电平，故第一脉冲信号和反向后的第二脉冲信号通过第二逻辑与门生成的脉冲2为低电平。低电平脉冲1通过栅极驱动器1之后，栅极驱动器1输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T2导通。低电平脉冲2通过栅极驱动器2之后，栅极驱动器2输入端IN为低电平，输出端LO为高电平，MOSFET管T4导通。此时压电元件回流放电至电压为0，对应的电流流向如图5(d)所示。

栅极驱动器6的信号输出端连接至H桥转换器8的信号输入端，H桥转换器8用于根据驱动序列信号产生期望模拟电压并发送至压电片1，H桥转换器8的信号输出端连接至压电片1；H桥转换器8包括四个mos管，四路驱动序列信号分别发送至四个mos管，四个mos管根据四路驱动序列信号切换其开关状态，并产生期望模拟电压最终发送至压电片1。

开关电路的信号输出端连接至压电片1，压电片1贴附在待抑制振动器件上，并用于根据期望模拟电压产生机械变形进而抑制待抑制振动器件的振动位移。

如图6所示，为开关振动控制系统的振动位移收敛图。由图可知，在未加控制时，系统初始振动位移约为4.3mm，采用所发明的开关振动控制系统进行控制，经过大约8s的时间系统逐渐收敛，振动位移维持在大约1.2mm，控制效果超过72％。因此本发明系统对于柔性结构振动可以进行有效控制，而且其在低功耗、小型化和灵活性方面优势明显，是在传统振动控制系统基础上取得的重大突破。

本发明还公开了一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，使用上述的一种用于振动抑制的开关式主动控制系统，具体由以下步骤完成：

利用传感器获取待抑制振动器件的振动信息，振动信息可以是反应待抑制振动器件的各种参数信息，如振动位移、加速度等，本实施例中采用的是振动位移作为振动信息。

传感器4将振动信息发送给PID控制器4，通过PID控制器4的模数转换模块将测量的模拟信号转换为数字信号，进而通过其内置的PID算法进行计算，如图2所示，测得本实施例中的振动信息(振动位移)y_n后，偏差信号e(n)＝r(n)-y(n)，本实施例中r(n)为0。

PID算法具体通过计算得出抵消信号M(n)，其中，K_p为最优比例系数，e(n)为n时刻测得的振动偏差信号，K_i为积分系数，n为正整数，为采样时刻的序号，k∈n，e(k)为k时刻测得的振动偏差信号，T为采样周期，K_d为微分系数，e(n-1)第n-1时刻的振动偏差信号。抵消信号M(n)为数字信号，在通过内部的数模转换模块转换为模拟信号，并发送至开关脉冲发生器5。本实施例中K_p＝20，K_i＝0，K_d＝5，外加电压为30V。将控制器(NI,PXI-controller,USA)所产生的控制信号通过数采卡(NIPXIe-6363D/A,USA)输出。脉冲A和脉冲B由基于NI PXI平台的Labview软件生成，在NI LabVIEWReal-Time模式下实现，脉冲的频率设置在20KHz。

开关脉冲发生器5根据抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号并发送至开关电路，具体采用以下方法：

如图3所示，为两个脉冲串的产生原理图。由PID算法产生的抵消信号M(n)是等间距的离散信号点，间隔时间由控制器的采样频率决定。M(n)电平对脉冲序列占空比进行编码，占空比的值一般在[0，1]范围内，然而，M(n)的绝对值可能超过其上限，因此在脉冲序列生成期间必须考虑非线性饱和。

第一脉冲信号用于开关控制，决定脉冲驱动电路所产生的脉冲压电电压的占空比大小，其是具有不同占空比的脉冲信号，其占空比通过得出，Duty cycle表示第一脉冲信号的占空比。当|M(n)|小于1时，该值代表脉冲宽度调制信号PWM的占空比，这种情况下，产生的脉冲A是对|M(n)|电平调制的标准PWM信号。当|M(n)|不小于1时，占空比将保持在100％，相应的第一脉冲信号将变成由PWM信号和方波组成的混合信号。

第二脉冲信号是表示压电电压极性的逻辑信号，决定所产生的压电电压的方向。第二脉冲信号通过抵消信号M(n)与零比较得出：当抵消信号M(n)＞0时，第二脉冲信号为高电平；当M(n)≤0时，第二脉冲信号为低电平。

根据第一脉冲信号和第二脉冲信号生成期望模拟电压，具体方法为：

将第一脉冲信号分两路，分别发送至开关电路中逻辑门电路7的第一逻辑与门和第二逻辑与门的信号输入端；将第二脉冲信号分两路，一路通过反相器后发送至第二逻辑与门的信号输入端，另一路发送至第一逻辑与门的信号输入端；

第一逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第一栅极驱动器，第一栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器8的第一mos管和第二mos管；

第二逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第二栅极驱动器，第二栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器8的第三mos管和第四mos管；

H桥转换器8根据第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的连通状态生成期望脉冲电压并发送至压电片1。

通过期望脉冲电压控制贴附在待抑制振动器件上的压电片1产生机械变形进而抑制待抑制振动器件的振动位移。

Claims (9)

1.一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，其特征在于，包括用于获取待抑制振动器件振动信息的传感器(2)，所述传感器(2)数据连接至PID控制器(4)的信号输入端，所述PID控制器(4)用于接收传感器(2)发出的振动信息，并根据所述振动信息生成用于抵消待抑制振动器件振动的抵消信号；

所述PID控制器(4)的信号输出端连接至开关脉冲发生器(5)的信号输入端，所述开关脉冲发生器(5)用于根据所述抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号；

所述脉冲信号发生器(5)的信号输出端连接至开关电路的信号输入端，所述开关电路用于接收所述第一脉冲信号和第二脉冲信号，并将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号转换成期望模拟电压并发出；

所述开关电路的信号输出端连接至压电片(1)，所述压电片(1)贴附在所述待抑制振动器件上，并用于根据所述期望模拟电压产生机械变形进而抑制所述待抑制振动器件的振动位移。

2.如权利要求1所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，其特征在于，所述开关电路包括与所述脉冲发生器(5)的信号输出端信号连接的逻辑门电路(7)，所述逻辑门电路(7)的信号输出端连接至栅极驱动器(6)的信号输入端，所述栅极驱动器(6)的信号输出端连接至H桥转换器(8)的信号输入端，所述H桥转换器(8)的信号输出端连接至所述压电片(1)；

所述逻辑门电路(7)用于将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号转换成两路驱动器输入信号，并发送至栅极驱动器(6)；所述栅极驱动器(6)为两个，并分别接收一路驱动器输入信号，每个所述栅极驱动器(6)均用于根据接收的驱动器输入信号生成驱动序列信号，并发送至所述H桥转换器(8)；所述H桥转换器(8)用于根据所述驱动序列信号产生所述期望模拟电压并发送至所述压电片(1)。

3.如权利要求1所述的一种用于振动抑制的开关式主动控制系统，其特征在于，所述逻辑门电路(7)由两个逻辑与门电路和一个反相器构成，以保证输出的两路驱动器输入信号不会同时为高电平。

4.如权利要求2所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，其特征在于，两个所述栅极驱动器(6)生成四路驱动序列信号，每个所述栅极驱动器(6)均生成两路驱动序列信号。

5.如权利要求5所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制系统，其特征在于，所述H桥转换器(8)包括四个mos管，所述四路驱动序列信号分别发送至四个mos管，所述四个mos管根据四路驱动序列信号切换其开关状态，并产生期望模拟电压最终发送至所述压电片(1)。

6.一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一所述的一种用于振动抑制的开关式主动控制系统，具体由以下步骤完成：

获取待抑制振动器件的振动信息，根据所述振动信息生成抵消信号并发送至开关脉冲发生器(5)，所述开关脉冲发生器(5)根据抵消信号生成第一脉冲信号和第二脉冲信号并发送至开关电路，根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号生成期望模拟电压，通过所述期望脉冲电压控制贴附在待抑制振动器件上的压电片(1)产生机械变形进而抑制待抑制振动器件的振动位移。

7.如权利要求6所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，其特征在于，根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号生成期望模拟电压的具体方法为：

将第一脉冲信号分两路，分别发送至开关电路中逻辑门电路(7)的第一逻辑与门和第二逻辑与门的信号输入端；将第二脉冲信号分两路，一路通过反相器后发送至第二逻辑与门的信号输入端，另一路发送至第一逻辑与门的信号输入端；

所述第一逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第一栅极驱动器，第一栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器(8)的第一mos管和第二mos管；

所述第二逻辑与门的信号输出端将其输出信号发送至第二栅极驱动器，第二栅极驱动器根据输入信号控制其HO输出端和LO输出端的输出信号状态，并分别发送至H桥转换器(8)的第三mos管和第四mos管；

H桥转换器(8)根据第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的连通状态生成所述期望脉冲电压并发送至压电片(1)。

8.如权利要求6或7所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，其特征在于，根据所述振动信息生成抵消信号具体方法为：

通过计算得出抵消信号M(n)，其中，K_p为最优比例系数，e(n)为n时刻测得的振动偏差信号，K_i为积分系数，n为正整数，为采样时刻的序号，k∈n，e(k)为k时刻测得的振动偏差信号，T为采样周期，K_d为微分系数，e(n-1)第n-1时刻的振动偏差信号。

9.如权利要求7所述的一种用于振动抑制的小型开关式主动控制方法，其特征在于，生成所述第一脉冲信号和第二脉冲信号具体采用以下方法：

第一脉冲信号的占空比通过得出，Duty cycle表示第一脉冲信号的占空比；

第二脉冲信号通过抵消信号M(n)与零比较得出：当抵消信号M(n)＞0时，第二脉冲信号为高电平；当M(n)≤0时，第二脉冲信号为低电平。