CN112082718A - 一种励磁电压自动调整方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种励磁电压自动调整方法及系统，自动调整方法包括粗调整和精细调整，所述精细调整包括：功放数据采集，采集模块实时采集振动台的电压值和电流值，然后将其通过数字信号传输方式实时发送给功放控制板；实时调整，功放控制板收到所述振动台的电压值和电流值后，通过计算后得到励磁电压值和功放电流值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器进行调整；调整系统包括：上位机、振动控制器、功放控制板、采集模块、励磁模块和功率放大器。与现有技术相比，本发明通过数字信号传输，根据采样的电压与电流实时修正励磁电压和功放电压。此过程励磁电压是浮动的，而电压每下降一半，功率输出降低3/4，从而获得不错的效益。

Description

一种励磁电压自动调整方法及系统
技术领域
本发明涉及电动振动台控制技术领域，尤其是涉及一种励磁电压自动调整方法及系统。
背景技术
国家推行节能减排、数字化与智能化发展方向，国内的环境试验设备电动振动台目前采用的还是上个世纪的技术，各方面的发展都已经难以跟上时代发展的步伐，更高性能、高智能与高功率密度的发展势在必行。
现在市场上的电动振动台励磁都是通过变压器变压后直接整流，所有的实验量级都是同样的励磁电压，大量的小量级而非满量级实验造成台体一直处在高温状态，造成能源浪费。或者通过调整变压器的输出电压来实现分级变励磁控制，控制系统不能实现精细控制，切换过程中会导致实验中断或者需要掉电通过开关选择特定线圈组，操作比较麻烦实用性较低。
因此，有必要提供一种新的励磁电压自动调整方法及系统解决上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能根据振动实验要求实时调整励磁电压的励磁电压自动调整方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，一种励磁电压自动调整方法，包括如下步骤：
包括粗调整和精细调整，所述精细调整包括：
功放数据采集：采集模块实时采集振动台的电压值和电流值，然后将其通过数字信号传输方式实时发送给功放控制板；
实时调整：功放控制板收到所述振动台的电压值和电流值后，通过计算后得到励磁电压值和功放电压值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器，励磁模块按励磁电压值输出电压，功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调。
优选的，所述粗调整包括：通过数字信号传输方式，上位机得到预进行的实验类型和实验量级，然后根据所述预进行的实验类型和实验量级计算出振动实验所需要的功率值，并将其通过数字信号传输方式发送给振动控制器；振动控制器根据振动实验所需要的功率值计算出励磁最优电压值，然后通过数字信号传输方式发送到励磁模块。
优选的，所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调包括：功率放大器收到功放电压值和控制器发送的驱动控制信号，然后根据收到的驱动控制信号对功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按功放电流值输出电流。
优选的，所述采集模块实时采集振动台的电压值和电流值包括AD模块采集机器内部的电压信号和电流信号，然后将其转换成数字信号电压值和电流值。
本发明还提供了一种励磁电压自动调整系统，其特征在于，包括：上位机、振动控制器、功放控制板、采集模块、励磁模块和功率放大器，所述上位机通过数字信号传输方式收到预进行的实验类型和实验量级，然后根据预进行的实验类型和实验量级计算出振动实验所需要的功率值，并将其通过数字信号传输方式发送给振动控制器；所述振动控制器根据实验所需要的功率值计算出励磁最优电压值，然后通过数字信号传输方式发送给励磁模块；所述励磁模块根据收到的励磁最优电压值输出电压；所述采集模块用于采集振动台的电压值和电流值，并通过数字信号传输方式发送给功放控制板；所述功放控制板根据收到的振动台的电压值和电流值计算出励磁电压值和功放电压值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器；所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调。
优选的，所述采集模块包括AD模块，所述AD模块用于采集机器内部的电压信号和电流信号，然后将其分别转换成数字信号电压值和电流值。
优选的，所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调包括：功率放大器收到功放电压值和控制器发送的驱动控制信号，然后根据收到的驱动控制信号对功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按功放电流值输出电流。
与现有技术相比，本发明通过数字信号传输，上位机提前预知实验类型和实验量级，从而计算出实验所需要的功率，设置最小所需的励磁电压，然后根据采样的电压与电流实时修正励磁电压和功放电压。此过程励磁电压是浮动的，根据功率计算P＝U*U/R，电压每下降一半，功率输出降低3/4，采用本设计，能节省大量的能量，获得非常不错的效益。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据牛顿定律，F＝Ma，振动台上的试件需要获得加速度a就需要提供相应的推力，而电振动台的推力由功率放大器提供，推力公式F＝BIL中，L为动圈长度，动圈制造后基本就不会变化，影响推力的因素为功放电流I和励磁电压所产生的磁场B。在磁场公式B＝NIμ中，N为绕线匝数，μ为真空中磁导率。磁场在励磁线圈设计好后能够发生改变的只有功放电流I，励磁线圈电阻也是固定的，要改变励磁电流只能变更励磁电压Vf，磁感应强度B正比于励磁电压Vf，即B＝KsVf。由此推导出，加速度a，正比于励磁电压&功放电流。
参考图1，本实施例一种励磁电压自动调整方法，包括如下步骤：
步骤一，用户设置相关试验参数后，将实验类型和实验量级通过数字信号传输方式发送给上位机，上位机计算出实验所需要的功率，然后通过数字信号传输方式发送给振动控制器。
步骤二，振动控制器收到实验所需要的功率后计算出励磁电压值，然后过数字信号传输方式发将励磁电压值发送给励磁模块，励磁模块按励磁电压值输出电压。经过上述步骤，励磁模块能对输出的电压进行初步调整。
根据下列的拉格朗日乘数法，通过功率值可以求出励磁电压值。
Figure BDA0002632138440000041
步骤三，AD模块采集机器内部的电压信号和电流信号，并分别转化成电压值和电流值，电压值和电流值为数字信号，采集模块将电压值和电流值通过数字信号传输方式发送给功放控制板。
步骤四，功放控制板根据步骤三中收到的电压值和电流值计算出励磁电压值和功放电压值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器，励磁模块按励磁电压值输出电压进行微调，功率放大器收到控制器发送的驱动控制信号，然后根据驱动控制信号对收到的功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按数字输入信号驱动功率模块进行电流输出。
参考图2，本实施例一种励磁电压自动调整系统，包括：上位机、采集模块、振动控制器、功放控制板、采集模块、励磁模块和功率放大器。电振动台运行开始前，上位机通过数字信号传输方式收到预进行的实验类型和实验量级，然后根据预进行的实验类型和实验量级计算出振动实验所需要的功率值，并将其通过数字信号传输方式发送给振动控制器。所述振动控制器根据实验所需要的功率值计算出励磁最优电压值，然后通过数字信号传输方式发送给励磁模块；励磁模块根据收到的励磁最优电压值输出电压，功放模块接收驱动控制信号，电振动台开始振动工作。
在电振动台运行时，AD模块采集机器内部的电压信号和电流信号，然后将其分别转换成振动台的电压值和振动台的电流值，振动台的电压值和振动台的电流值为数字信号，然后采集模块通过数字信号传输方式将振动台的电压值和振动台的电流值发送给功放控制板。功放控制板根据收到的振动台的电压值和振动台的电流值计算出励磁电压值和功放电流值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器，励磁模块对输出的电压进行微调，功率放大器收到控制器发送的驱动控制信号，然后根据驱动控制信号对收到的功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按数字输入信号驱动功率模块进行电流输出。
本发明通过数字信号传输，上位机提前预知实验类型和实验量级，从而计算出实验所需要的功率，设置最小所需的励磁电压，然后根据采样的电压与电流实时修正励磁电压和功放电压。此过程励磁电压是浮动的，根据功率计算P＝U*U/R，电压每下降一半，功率输出降低3/4，采用本设计，能节省大量的能量，获得非常不错的效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种励磁电压自动调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
包括粗调整和精细调整，所述精细调整包括：
功放数据采集：采集模块实时采集振动台的电压值和电流值，然后将其通过数字信号传输方式实时发送给功放控制板；
实时调整：功放控制板收到所述振动台的电压值和电流值后，通过计算后得到励磁电压值和功放电压值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器，励磁模块按励磁电压值输出电压，功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调。
2.根据权利要求1所述的励磁电压自动调整方法，其特征在于，所述粗调整包括：通过数字信号传输方式，上位机得到预进行的实验类型和实验量级，然后根据所述预进行的实验类型和实验量级计算出振动实验所需要的功率值，并将其通过数字信号传输方式发送给振动控制器；振动控制器根据振动实验所需要的功率值计算出励磁最优电压值，然后通过数字信号传输方式发送到励磁模块。
3.根据权利要求1所述的励磁电压自动调整方法，其特征在于，所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调包括：功率放大器收到功放电压值和控制器发送的驱动控制信号，然后根据收到的驱动控制信号对功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按功放电流值输出电流。
4.根据权利要求1所述的励磁电压自动调整方法，其特征在于，所述采集模块实时采集振动台的电压值和电流值包括AD模块采集机器内部的电压信号和电流信号，然后将其转换成数字信号电压值和电流值。
5.一种励磁电压自动调整系统，其特征在于，包括：上位机、振动控制器、功放控制板、采集模块、励磁模块和功率放大器，所述上位机通过数字信号传输方式收到预进行的实验类型和实验量级，然后根据预进行的实验类型和实验量级计算出振动实验所需要的功率值，并将其通过数字信号传输方式发送给振动控制器；所述振动控制器根据实验所需要的功率值计算出励磁最优电压值，然后通过数字信号传输方式发送给励磁模块；所述励磁模块根据收到的励磁最优电压值输出电压；所述采集模块用于采集振动台的电压值和电流值，并通过数字信号传输方式发送给功放控制板；所述功放控制板根据收到的振动台的电压值和电流值计算出励磁电压值和功放电压值，然后通过数字信号传输方式分别发送给励磁模块和功率放大器；所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调。
6.根据权利要求5所述的励磁电压自动调整系统，其特征在于，所述采集模块包括AD模块，所述AD模块用于采集机器内部的电压信号和电流信号，然后将其分别转换成数字信号电压值和电流值。
7.根据权利要求5所述的励磁电压自动调整系统，其特征在于，所述功率放大器收到功放电压值后对功率放大器的功放电流进行微调包括：功率放大器收到功放电压值和控制器发送的驱动控制信号，然后根据收到的驱动控制信号对功放电压值进行修正得到功放电流值，功率放大器按功放电流值输出电流。
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