振动控制系统及控制方法
专利汇可以提供振动控制系统及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 实施例 提供了一种振动控制系统及控制方法，其中，系统包括：振动控制设备，用于获取振动控制参数，并根据振动控制参数产生振动控制 信号 ；功率 调制器 ，与振动控制设备电连接，用于接收振动 控制信号 并根据振动控制信号产生载波功率信号；电磁激励器，与功率调制器电连接，在载波功率信号的驱动下产生往复直线运动；电磁激励器还用于带动待控物体同步运动。本申请实施例提供的振动控制系统及控制方法的实现方式较为简单，降低了控制 算法 及设计难度。，下面是振动控制系统及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种振动控制系统，用于控制待控物体进行振动，其特征在于，包括：
振动控制设备，用于获取振动控制参数，并根据所述振动控制参数产生振动控制信号；
功率调制器，与所述振动控制设备电连接；所述功率调制器用于接收所述振动控制信号并根据所述振动控制信号产生载波功率信号；
电磁激励器，与所述功率调制器电连接；所述电磁激励器在所述载波功率信号的驱动下产生往复直线运动；所述电磁激励器还与待控物体相连，以带动待控物体同步运动。
2.根据权利要求1所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制设备具体用于根据振动控制参数计算振动强度控制量和/或振动频率控制量，以及用于根据振动强度控制量和/或振动频率控制量产生振动控制信号。
3.根据权利要求2所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制参数包括：用户输入参数；
所述振动控制系统还包括：
信息交互设备，与所述振动控制设备相连；所述信息交互设备用于获取所述用户输入参数。
4.根据权利要求3所述的振动控制系统，其特征在于，所述信息交互设备包括：近端操控设备和/或远程操控设备。
5.根据权利要求2所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制参数包括：预存在振动控制设备中的默认控制参数。
6.根据权利要求3或5所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制参数还包括：振动特性数据；
所述振动控制系统还包括：
振动检测器件，与所述振动控制设备电连接；所述振动检测器件用于检测所述振动特性数据。
7.根据权利要求6所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动检测器件包括：
电流传感器，用于检测电磁激励器的驱动电流；
加速度传感器，用于检测待控物体的振动加速度。
8.根据权利要求7所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制设备用于根据振动控制参数计算振动强度控制量和/或振动频率控制量，具体为：
振动控制设备用于对所述振动特性数据进行快速傅里叶变换；
振动控制设备用于根据用户输入参数或默认控制参数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计算振动强度控制量和/或振动频率控制量。
9.根据权利要求8所述的振动控制系统，其特征在于，振动控制设备用于根据用户输入参数或默认控制参数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计算振动频率控制量，具体为：
振动控制设备用于计算快速傅里叶变换后的电磁激励器的驱动电流与待控物体的振动加速度之间的相位差；
振动控制设备用于判断所述相位差是否满足待控物体的共振要求；
若判断结果为否，则振动控制设备用于根据所述相位差与用户输入参数或默认控制参数计算振动频率控制量。
10.根据权利要求9所述的振动控制系统，其特征在于，所述用户输入参数包括设定共振相位差，或所述默认控制参数包括设定共振相位差；
振动控制设备用于判断所述相位差是否满足待控物体的共振要求，具体为：
振动控制设备用于判断所述相位差与设定共振相位差是否相等，若相等，则满足共振要求；若不相等，则不满足共振要求。
11.根据权利要求10所述的振动控制系统，其特征在于，振动控制设备用于根据所述相位差与用户输入参数或预存的默认控制参数计算振动频率控制量，具体为：
振动控制设备判断所述相位差是否大于设定共振相位差，若是，则减小振动频率控制量；若否，则增大振动频率控制量。
12.根据权利要求9所述的振动控制系统，其特征在于，若振动控制设备判断出相位差满足待控物体的共振要求，则振动控制设备根据用户输入参数或默认控制参数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计算振动强度控制量。
13.根据权利要求12所述的振动控制系统，其特征在于，振动控制设备用于根据用户输入参数或默认控制参数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计算振动强度控制量，具体为：
振动控制设备用于判断待控物体的振动加速度的幅值是否满足振动强度要求；
若判断结果为否，则振动控制设备用于根据所述振动加速度与用户输入参数或预存的默认控制参数计算振动强度控制量。
14.根据权利要求13所述的振动控制系统，其特征在于，所述用户输入参数包括设定振动强度，或所述默认控制参数包括设定振动强度；
振动控制设备用于判断待控物体的振动加速度的幅值是否满足振动强度要求，具体为：
振动控制设备用于判断待控物体的振动加速度的幅值是否等于设定振动强度，若是，则满足振动强度要求；若否，则不满足振动强度要求。
15.根据权利要求14所述的振动控制系统，其特征在于，振动控制设备用于根据所述振动加速度与用户输入参数或预存的默认控制参数计算振动强度控制量，具体为：
振动控制设备用于判断所述振动加速度的幅值是否大于设定振动强度，若是，则减小振动强度控制量；若否，则增大振动强度控制量。
16.根据权利要求1所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制信号为正弦信号或余弦信号。
17.根据权利要求7所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制设备还用于根据所述振动特性数据判断待控物体的振动是否满足安全工作条件；
若判断结果为否，则振动控制设备控制所述待控物体停止振动。
18.根据权利要求17所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动检测器件还包括：
温度传感器，用于检测待控物体的工作温度；
压力传感器，用于检测待控物体的工作压力。
19.根据权利要求18所述的振动控制系统，其特征在于，所述振动控制设备还用于根据所述振动特性数据判断待控物体的振动是否满足安全工作条件，具体为：
所述振动控制设备用于判断是否所述待控物体的工作温度小于预设温度上限阈值且所述待控物体的工作压力小于预设压力上限阈值；若是，则满足安全工作条件；若否，则不满足安全工作条件。
20.根据权利要求1所述的振动控制系统，其特征在于，所述电磁激励器为音圈电机。
21.一种应用于权利要求1-20任一项所述振动控制系统的振动控制方法，其特征在于，包括：
获取振动控制参数；
根据所述振动控制参数产生振动控制信号；
根据所述振动控制信号产生载波功率信号；
根据所述载波功率信号产生往复直线运动。
振动控制系统及控制方法
技术领域
背景技术
制造领域中。
偏心块的相位差来调节振动幅值。上述混合系统包括多个伺服电机、多个偏心块、控制器及
其它必要的传动连接件，其零部件数量较多，整体构造较为复杂，控制算法也比较复杂，机
械响应时间较长，成本高。
发明内容
载波功率信号用于驱动电磁激励器产生往复直线运动；电磁激励器与待控物体相连，以带
动待控物体产生振动，摒弃了传统的零部件数量较多的机械驱动方式，采用电磁激励器产
生往复直线运动的方式驱动待控物体振动，减少了零部件的数量，降低了系统复杂程度及
控制算法的设计难度，而且也缩短了系统振动响应时间。
附图说明
具体实施方式
例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实
施例中的特征可以相互组合。
得其内部的物料自动进行振动混合。本实施例仅以物料混合容器作为待控物体为例，对振
动控制系统进行详细说明。当然，本领域技术人员也可以将本实施例所提供的技术方案应
用于控制除物料混合容器之外的其它待控物体进行振动。
取振动控制参数，并根据振动控制参数产生振动控制信号。功率调制器12与振动控制设备
11电连接，功率调制器12用于接收振动控制信号并根据该振动控制信号产生载波功率信
号。电磁激励器13与功率调制器12电连接，电磁激励器13用于在载波功率信号的驱动下产
生往复直线运动。电磁激励器13与待控物体2相连，以带动待控物体2同步运动。本实施例中
的待控物体2即为物料混合容器。
线运动所需的驱动电流的电流幅值参数和/或电流频率参数等。
电流幅值参数和/或电流频率参数，则振动控制设备11根据振动控制参数所产生的振动控
制信号可以为正弦或余弦信号，其幅值、相角和频率包含了上述物料混合容器的振动频率、
幅值等参数的信息。
应关系，即：脉冲信号的频率、幅值和占空比等特征包含了物料混合器的振动频率、幅值等
信息。
励器13与物料混合容器相连，电磁激励器13产生往复直线运动(例如：沿上下方向做往复直
线运动)，进而带动物料混合容器产生振动(振动方向为上下方式)。
合容器振动的方式，本实施例所提供的方案采用较少数量的零部件，减少了整体系统的复
杂程度，更大幅度降低了系统耗能，以较小的功耗实现高效、快速混合均匀的目的。另外，采
用功率调制器12和电磁激励器13作为主要的振动驱动部件，其控制信号产生的算法较为简
单，也进一步降低了设计难度。
功率信号用于驱动电磁激励器产生往复直线运动；电磁激励器与待控物体相连，以带动待
控物体产生振动，摒弃了传统的零部件数量较多的机械驱动方式，采用电磁激励器产生往
复直线运动的方式驱动待控物体振动，减少了零部件的数量，降低了系统复杂程度及控制
算法的设计难度，也缩短了系统振动响应时间，使得待控物体能够快速达到目标振动状态。
口，用户可通过信息交互设备14输入参数，作为振动控制参数。信息交互设备14与振动控制
设备11电连接，将用户输入参数发送给振动控制设备11。
动控制设备11之间的连接方式可根据具体选定的器件来设定，通过插接口进行连接，二者
之间的通信方式也可以根据具体选定的器件来进行设定，本实施例不作具体的限定。当输
入设备为机械键盘时，还可相应设置有显示器件，用于显示用户通过机械键盘输入的数据。
当近端操控设备为触摸操控设备(例如：触摸屏)时，触摸屏上可显示相应的输入框及触摸
键盘等控件，用户通过触摸键盘输入的数据可显示在输入框上。触摸屏的画面编辑方式可
根据其器件自身对应的软件来编写完成，本实施例不做限定。另外，触摸屏或显示器件还能
显示振动控制系统的运行状态数据。
骤实现：
号。
动控制设备11根据振动控制参数计算强度控制量和/或振动频率控制量，例如：用户输入参
数包含振动强度，其具体为电磁激励器驱动电流的最大电流值，其目的是使物料混合容器
的振幅达到最大值。则振动控制设备11根据上述最大电流值计算强度控制量为最大控制
量。
振动控制参数产生振动控制信号，具体实现方式可参照上述内容。
包括：物料混合容器的振动加速度、电磁激励器的驱动电流等数据。
测电磁激励器的驱动电流，作为体现振动幅值的数据。各检测器件分别与振动控制设备11
电连接，振动控制设备11按照预设采样频率对振动特性数据进行采样，然后进行滤波处理。
佳状态。
数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计算振动强度控制量和/或振动频率控制量。
前的相位差满足要求，继续按照当前的控制量控制即可；若否，则根据相位差与用户输入参
数或预存的默认控制参数重新计算振动频率控制量。
相等，则满足共振要求；若不相等，则不满足共振要求。
振动频率控制量。
根据振动加速度与用户输入参数或预存的默认控制参数计算振动强度控制量。
的幅值是否等于设定振动强度，若是，则满足振动强度要求；若否，则不满足振动强度要求。
度，若是，则减小振动强度控制量；若否，则增大振动强度控制量。
定，也可以通过变系数PID参数整定方法实时修正。PID的具体实现方式可参照已有技术中
的常用手段来实现，PID控制参数可由技术人员根据实际需要进行设定。
或振动频率控制量产生相应频率、幅值和初始相位的正弦或余弦控制信号，作为振动控制
信号。
变换后的电磁激励器的驱动电流与待控物体的振动加速度之间的相位差满足待控物体的
共振要求时，再根据用户输入参数或默认控制参数及快速傅里叶变换后的振动特性数据计
算振动强度控制量。简单地说，就是先调节振动频率，当振动频率满足共振要求时，再调节
振动强度直至满足强度要求。
容器停止振动。安全工作条件可以为物料混合容器能够正常工作的条件，例如：当振动加速
度的幅值小于预设加速度上限阈值时，视为满足正常工作条件，若幅值大于设定上限阈值
表明振幅过大，容易发生事故，需要停止振动。
接，以获取物料混合容器的温度和压力数据。
号，以控制物料混合容器停止振动。
号，以控制物料混合容器停止振动。
停止振动，以避免物料混合容器内的温度过高、压力过高或振动太剧烈而引起物料混合失
效甚至爆炸等危险事故出现。
端操控设备具体可以为基于DSP平台结合触摸屏硬件来实现。若近端操控设备包括机械键
盘，则可以通过DSP的通用输入输出口实现。
基于DSP网络开发接口来实现。本领域技术人员可以根据实际需要扩展这些具备输入输出
功能的操控模块，本实施例不做限定。
根据具体的器件进行设置，并不局限于上述的数值。
始相位，然后运用PID控制算法计算控制量。控制量包括：用于实现振动频率调节的振动频
率控制量和/或用于实现振动加速度幅值调节的振动强度控制量。振动控制设备11根据计
算得到的控制量产生指定频率、幅值和初始相位的正弦或余弦控制信号，并发送给功率调
制器12。
物料混合容器的振动加速度之间的相位差作为控制对象，与设定共振相位差进行比较，然
后计算得到频率控制量。该控制过程利用振动控制设备11、功率调制器12、电磁激励器13和
振动检测器件15形成闭环控制回路使得相位差逐步逼近设定共振相位差，使得物料混合容
器的振动逐步达到共振混合状态。然后根据振动加速度幅值和设定振动强度调节计算强度
控制量，利用振动控制设备11、功率调制器12、电磁激励器13和振动检测器件15形成闭环控
制回路，使得物料混合容器的振动强度逐渐逼近设定振动强度。图4中的驱动电流波形调制
是由功率调制器12来完成的。
设备或远程操控设备输入振动控制参数。该振动控制参数可以包括：振动模式(手动模式或
自动模式)、振动强度、振动频率、振动时间(物料混合时间)、开始振动、停止振动、数据保
存、工艺参数等。
检测器件检测到的振动特性数据，振动控制设备可根据上述振动特性数据、和用户输入参
数或默认控制参数来产生振动控制信号，其具体的实现方式可参照上述实施例，此处不再
赘述。其余各步骤的实现方式也可参照上述实施例。
功率信号用于驱动电磁激励器产生往复直线运动；电磁激励器与待控物体相连，以带动待
控物体产生振动，摒弃了传统的零部件数量较多的机械驱动方式，采用电磁激励器产生往
复直线运动的方式驱动待控物体振动，减少了零部件的数量，降低了系统复杂程度及控制
算法的设计难度。
施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产
品的形式。
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产
生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
因此不能理解为对本申请的限制。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，
可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
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