电动振动台动圈平衡控制技术
振动控制技术现状与进展
第２８卷第３期振动与冲击ＪＯＩ７ＲＮ＾ｆ．ＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤ．ｑＨＯＣＫ振动控制技术现状与进展陈章位，于慧君（浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，杭州３１００２７）摘要：总结了白２０世纪４０年代开始振动试验研究以来振动控制技术的发展，论述了在振动控制算法以及振动试验激振设备等方面周内外研究所取得的主要成就。
在此基础上提ｆｉ｛ｒ振动控制技术今后值得父注的研究方向和重点，如实际振动环境复现试验控制、多轴多自由度振动控制等。
关键词：振动控制；振动试验；进展；展望中图分类号：ＴＢ５３４＋．２文献标识码：Ａ自从在二次世界大战中战斗机等多种军用设备因受振动而造成损坏的现象引起重视后，为了更好地模拟产品的真实振动环境、对产品可靠性进行检验，２０世纪４０年代开始人们引入了振动试验。
随着现代科学技术的进步，振动试验在产品的生产、设计以及可靠性、耐久性试验方面起到了越来越重要的作用。
振动试验系统主要由激振器、控制器、试件以及夹具所组成。
在这几十年来的发展中，为了更真实地模拟实际的振动环境，激振器越来越复杂，同时也带来了问题就是如何精确地控制激振器使得激振器产生的振动信号能够与试验要求产生的信号一致，也即需要进一步提高控制器的性能。
由此本文从三方面对振动控制技术进行综述，一是当前振动试验激振设备的发展；二是当前振动控制算法的发展以及在当前的振动试验产品中普遍采用的控制算法：三是当前控制器的发展，在此基础上提出了振动控制技术今后的研究方向和重点。
１国内外进展１．１振动试验激振设备进展用于振动试验的振动试验激振设备从其激振方式上主要可分为三类：机械式振动台、电液式振动台和电动式振动台¨“１。
１．１．１机械式振动台进展机械式振动台主要有不平衡重块式和凸轮式两类。
不平衡重块式是以不平衡重块旋转时产生的离心力来激振振动台台面，激振力与不平衡力矩和转速的平方成正比。
这种振动台可以产生正弦振动，其结构简单，成本低，但只能在约５Ｈｚ一１００Ｈｚ的频率范围工作，最大位移为６ｍｍ峰－峰值，最大加速度约１０ｇ，不能进行随机振动。
动力总成试验台架中传动系统的振动与噪声控制技术
动力总成试验台架中传动系统的振动与噪声控制技术传动系统是汽车动力总成中重要的组成部分，对于传动系统的振动与噪声控制技术的研究对于提升整车的舒适性、减少能源消耗具有重要意义。
动力总成试验台架中传动系统的振动与噪声控制技术是研究的重点之一，下面我们来具体介绍该技术。
首先，对于传动系统的振动与噪声控制，我们需要从系统设计、材料选择、制造工艺等方面入手。
在系统设计方面，我们需要考虑传动系统的结构、复杂度以及零部件之间的相互作用。
设计传动系统时需要遵循原则如减少冲击载荷，通过合理的支撑系统和布置传动元件来减少振动传递等。
此外，也需要考虑传动系统的自然频率与工作频率之间的匹配，以避免共振现象的发生。
在材料选择方面，我们需要选择具有良好的机械性能和减振性能的材料。
例如，可以选择使用具有低振动传递特性的橡胶材料作为传动系统的支撑或减振元件。
此外，在制造工艺方面，我们需要使用精密制造技术来保证传动系统的精度和平衡度，以减少振动和噪声的产生。
其次，在振动与噪声控制技术方面，我们可以采用以下方法：1. 振动和噪声的源头控制：通过改进传动系统的设计和制造工艺，减少振动与噪声的产生。
我们可以利用现代CAD/CAE技术对传动系统进行优化设计，采用优化刚性和减振技术，减少共振现象的发生。
此外，也可以对传动系统的支撑装置进行创新设计，提高其减振性能。
2. 振动和噪声的传播路径控制：通过合理选择传动系统的支撑装置和排振控制装置，减少振动和噪声在结构中的传播路径。
例如，可以使用减振器、减震器、减振垫等装置来控制振动与噪声的传播，阻断传递路径，减少传感器的振动感应。
3. 振动和噪声的吸收和隔离措施：在传动系统上增加吸振材料，例如橡胶衬套、泡沫材料等，来吸收和消散振动与噪声。
此外，在试验台架设计中，我们也可以采用隔音和隔振措施，例如使用声屏障、隔振支撑等，来减少试验台架与传动系统之间的振动与噪声传递。
最后，为了进一步提升动力总成试验台架中传动系统的振动与噪声控制技术，我们可以应用现代控制技术和信号处理技术。
振动台工作原理
保护功能有: 电源显示 准备显示 系统故障显示 控制电源显示 电网过压显示 电网欠压显示 台体过热显示 位移过限显示 模块直流显示 电网缺相显示 输出过压显示 外控显示 输出过流显示 时序故障显示
产品优势－台体
• 目前是国内第一家持有无地基型三向电动振动试验台专利证书生产企业
产品优势－功率放大器
• 目前是国内第一家功率放大器通过CE认证的企业
v
采用倒Ｖ形静压导轨和内置式低压供 油泵，结构合理、操作方便、工作可 靠。
振动台----垂直扩展台结构图
v
扩展台面都经过有限元分析，并且在 结构方面进行最优化处理
v
பைடு நூலகம்
高质量的制作工艺保证了稳定的性能 和良好的技术指标
v
标准系列的扩展台面可供选择，形状 （园或方），材料（铝或镁）
振动台----功率放大器结构图(1)
自生成骨架动圈 耳轴隔振“等现代先进 动试验和宽带随机振动试验
动 圈 上 罩 圈
磁 缸 盖 驱 动 线 圈 环 状 气 隙 励 磁 线 圈 台 体
机 座
中 心 磁 极
磁 缸 底
振动台----水平滑台结构图
v
LT型液体静压式水平滑台，可与本公 司生产的各规格电动振动台配套使用
v
该水平滑台有较大的加速度和较高的 工作频率，刚度好，安装调试方便，
振动台工作原理
电动振动试验系统的工作原理类似于扬声器.即载流导体在磁场中 受电磁力的作用而运动.(见下图)当振动台的动圈通过的电流以交变 信号产生激振力时即产生振动运动.
振动台系统工作示意图
振动试验系统组成
振动试验系统组成
振动台----台体结构图
v v v
采用 双磁路结构 直线轴承和滚轮导向 可分别完成三轴向的正弦振
机械工程中的振动与噪音控制技术
机械工程中的振动与噪音控制技术引言机械工程是一个广泛的领域，涉及到各种各样的机械设备和工具的设计和制造。
而随之而来的振动和噪音问题一直是机械工程师需要面对和解决的挑战之一。
振动和噪音不仅影响到机械设备的性能和寿命，也对使用者的工作环境和健康产生负面影响。
因此，有效的振动与噪音控制技术是机械工程中不可或缺的一部分。
振动控制技术振动是机械设备正常运行时产生的，但过大的振动会造成设备损坏或性能下降。
因此，振动控制技术在机械工程中显得至关重要。
1. 动平衡技术动平衡技术是一种常见的振动控制方法。
通过在旋转机械设备中安装平衡块，可以实现设备的动平衡。
这样可以减小设备振动，延长设备的使用寿命。
2. 惯性振动器技术惯性振动器技术是通过在机械设备上安装惯性振动器来实现振动控制。
惯性振动器具有相反的振动特性，可以抵消设备本身的振动。
这种技术常用于汽车发动机、飞机发动机等大型机械设备上。
3. 振动减震技术振动减震技术是通过使用振动减震器来减小设备振动。
振动减震器是一种减震装置，可以吸收机械设备运动过程中产生的振动能量，从而减小振动幅度。
噪音控制技术除了振动控制技术外，噪音控制技术也是机械工程中重要的一部分。
噪音是机械设备运行时产生的声音，对工作环境和使用者的健康造成威胁。
因此，噪音控制技术对于提高工作环境和使用者的生活质量至关重要。
1. 声音吸收材料声音吸收材料是一种专门用于吸收噪音的材料。
通过使用这种材料，可以将机械设备产生的噪音吸收，减小噪音的传播范围和影响。
2. 声音隔离技术声音隔离技术是通过使用隔音材料来阻止噪音的传播。
这些隔音材料可以有效地隔离机械设备产生的噪音，从而减小噪音的影响范围。
3. 声音降噪技术声音降噪技术是通过使用降噪设备来减小机械设备产生的噪音。
这些降噪设备可以消除或减小噪音的频率，使噪音变得更加宽频，从而使其对工作环境和使用者的影响降到最低。
总结振动与噪音控制技术在机械工程中具有重要的地位。
振动台测试系统的控制和优化研究
振动台测试系统的控制和优化研究第一章引言振动台测试系统是一种特殊的测试设备，用于模拟机械振动环境，对电子元器件、航空器件、汽车零部件等进行可靠性测试和性能评估。
在实际使用中，振动台测试系统的控制和优化是非常重要的，能够有效提高测试精度，减少测试成本，提高测试效率，提高测试设备的稳定性和可靠性。
本文将从振动台测试系统的构成、控制系统的设计、振动台测试系统的优化和实验结果分析等方面进行论述和探讨，以期对振动台测试系统的控制和优化研究提供一定的参考和帮助。
第二章振动台测试系统的构成振动台测试系统是由振动台、控制系统、传感器等多个部件构成的。
其中振动台是振动测试的主要部件，是直接作用于被测试物体的机械振动源；控制系统则是振动台测试系统的核心部分，控制振动台的振幅、频率、相位等参数，调节各种控制算法，保证系统的稳定性和精度；传感器则是捕捉被测试物体的振动响应，将其转换成电信号输出，提供给控制系统作为反馈信号，维护系统的稳态运行。
下面分别对振动台、控制系统、传感器等部件进行详细介绍。
2.1 振动台振动台是振动测试的主要部件，是直接作用于被测试物体的机械振动源。
它通常由振动试验台本体和振动系统等两个部分组成。
振动试验台本体是由工作台面、支撑架、框架、振动绝缘支撑器等组成，其作用是为被测试物体提供坚固的支撑，并抵消振动台本身的运动影响。
振动系统是振动台的核心部件，是通过激励信号驱动振动台在垂直方向进行机械振动。
目前主要采用电磁激振和液压激振两种方式，前者适用于小质量、大加速度的振动测试，而后者适用于大质量、小加速度的振动测试。
2.2 控制系统控制系统是振动台测试系统的核心部分，控制振动台的振幅、频率、相位等参数，调节各种控制算法，保证系统的稳定性和精度。
其主要由运动控制框架、控制算法、运动控制卡和执行器等部件组成。
运动控制框架是控制系统的主体部分，负责控制振动台的振幅、频率、相位等参数，并根据传感器反馈的数据对系统进行调整。
振动台原理
电动台在 规定的频 率范围 内，能进 行指数式 定位移定速度定加速度 往复自动 扫频振 动，其扫 频速率可 调（其中 包括1倍 频程/分 钟）。
振动台的 原理 电动振动 试验系统 的工作原 理类似于 扬声器。 即通电导 体在磁场 中受到电 磁力的作 用而运动 。 当振动台 磁路中的 动圈通过 交变电流 信号时产 生激振力 磁路中即 产生振动 运动
机械台以 最大负载 为主要规 格。频率 范围一般 为5-80Hz 。最大位 移一般为 ±3-5mm 。最大加 速度一般 可达10g 。台面尺 寸大。一 般不用配 水平滑台 即可作水 平振动。 价格低。 但它的噪 音较大， 也不能作 随机振动 。常用于 电工、电 子、光学 仪器等产 品的整机 振动试验
液压台以 输出激振 力为主要 规格。频 率范围一 般为1200Hz。 最大位移 一般为± 100200mm。 最大加速 度一般可 达10g。 配以水平 滑台可以 作水平振 动。配以 随机控制 仪可以作 随机振动 。但它的 噪音较 大，运行 成本及价 格比较高 。常用于 汽车等产 品的整车
以上三种 振动台在 失真度、 横向振动 、均匀度 等方面都 可达到一 定的精度 指标，满 足相应的 标准。
怎样选用 振动台| 振动平台 振动试验 的选型| 振动平台 的原理及 技术
一.概述
振动试验 是力学环 境试验中 的一种。 振动台就 是用于此 类试验的 专门的力 学环境试 验设备。
二．振动 的描述 1．什么 叫振动 振动是一 种波动。 机械振动 是物体在 平衡点附 近反复进 行的机械 振动台 （电动、 机械、液 压）中频 率范围最 宽，性能 最好的一 种。
它是根据 通电导体 在磁场中 受到安培 力作用的 工作原 理，向处 于恒定磁 场中的动 圈输入交 变电流， 从而在动 圈轴线方 向产生交 变的激振 力，并通 过和动圈 连成一体 的振动台 面传递给 试件。改 变输入电 流的频率 和幅度， 即可调节 输出振动 的频率和 幅度。
电动式振动台介绍
电动式振动台介绍电动式振动台是一种应用于振动试验和环境模拟测试的设备，通过电动机驱动台面进行振动，模拟真实环境下的振动情况。
它广泛应用于航天航空、电子电器、汽车、船舶、建筑、地震等领域，用于测试产品在振动环境下的可靠性、耐久性以及质量控制等方面。
电动式振动台的工作原理是通过电动机驱动台面进行振动。
一般来说，振动台由台座、台面、电动机、减振装置、振动控制系统等组成。
台座是设备的支撑结构，可以提供足够的稳定性和刚性；台面是进行振动试验的部分，一般由高强度和刚性材料制成，可以安装待测试物品；电动机是振动台的核心部件，提供振动的动力；减振装置主要用于减轻振动台的振动对周围环境的影响，保证振动试验的稳定性和可靠性；振动控制系统用于调节和控制振动台的振动幅值、频率等参数。
1.可靠性：采用优质材料和精密加工工艺制作，结构稳定，能够在长时间内保持稳定的振动，并具有较高的工作寿命。
2.灵活性：可以根据需要进行不同方向的振动，以及不同频率和振动幅值的调节，能够满足不同环境下的振动试验需求。
3.减振效果好：通过减振装置的设计和实施，能够有效地减轻振动对周围环境的影响，保证振动试验的稳定性和可靠性。
4.操作方便：采用先进的控制系统，可以实现自动控制和远程监控，操作简便，提高工作效率。
5.安全性高：设备具有过载保护、限位保护等安全措施，能够保护设备和操作人员的安全。
1.车辆振动测试：用于模拟车辆在行驶过程中的振动情况，测试车辆各部件和系统在振动环境下的可靠性和稳定性。
2.航天航空振动试验：用于模拟飞机、火箭、卫星等航空器在起飞、飞行、着陆过程中的振动环境，测试航空器的结构强度和稳定性。
3.电子电器产品振动测试：用于测试手机、电视、电脑等电子产品在运输、使用过程中的振动环境，测试产品的稳定性和耐用性。
4.建筑结构振动测试：用于测试建筑物在地震、风雨等自然灾害或人为振动下的响应和稳定性。
总结起来，电动式振动台是一种应用于振动试验和环境模拟测试的设备，可以广泛应用于航天航空、电子电器、汽车、船舶、建筑、地震等领域。
振动台D-200-3 RC-2000使用说明书
D-200-3是我公司跟踪国际先进技术，和日本国际振动研究所(IMV)多年合作的结果。系统采用了目前国际振动台制造行业一些最先进的技术，如空气弹簧支撑，弹簧圈耳轴隔振，直线轴承导向装置，台面行程可达40mm，而且低频失真小，承载能力强；功率放大器采用BTL输出方式工作，无输出变压器，低频耦合好；系统操作方便，工作稳定可靠。由于这些先进技术，加工制造又精益求精D-200-3电动振动系统达到了国际先进水平。是目前日本 IMV公司销售的主系列产品。
功率放大器直流电源电压太低。
6 OVER DISPLACEMENT
过位移。振动位移超过额定值。
7 OVER HEAT
过热。台体温度过高。
8 FIELD SUPPLY
励磁电源故障。
9 THERMAL RELAY
热继电器动作。
10 MODULE
输出模块故障。
11 WATER LEAK
漏水故障。(水冷却系统具备)
D-200-3设计时充分考虑了运输试验的特点。一般来说，做运输试验的电动台和通用电动台有些区别。运输试验低频端延伸的较低，振动幅度可能很大；而且运输试验可能整机进行，再加上包装，试验载荷较重。D-200-3其低频可以延伸到2Hz，振动幅度达40mm，负载可达130kg。几乎可以满足任何试验规范要求。另外，D-200-3亦可以用于通用振动试验。所以实验室备有一台电动振动台扩展了应用范围，工作起来更得心应手。
电动振动试验说明书
DLS-3000-40-07电动振动试验系统使 用 说 明 书SM苏 州 苏 试 试 验 仪 器 有 限 公 司S T I目录目 录1. 安全须知2. DLS-3000-40-07 电动振动试验系统概述3. DLS-3000-40-07 电动振动试验系统构成4. DLS-3000-40-07电动振动试验系统方框图5. DLS-3000-40-07振动试验系统技术参数6. 系统各组成部分详细说明6.1 SA-40开关功率放大器6.2 DLS-3000-40-07电动振动试验系统台体6.3 振动系统的地基和安装7. 系统运行7.1 电动振动台部分的备7.2 SL-0707水平滑台运行前的准备7.3 传感器的安装7.4 运行操作7.5 停机8. 注意事项9. 保护动作和复位方法10. 试验样品11. 附图1. 安全须知为安全起见，请注意下述事项（由于是作一般性的说明，可能有些项目本装置中没有）。
1.1 占有区域为安全起见，在振动试验装置及电缆的四周设置一个设备占有区域（可能的话在5 m2以上）。
保持占有区域清洁，不需要物品不可放在占有区域内。
占有区域以外也可能因噪音等对人体构成伤害。
除设备专门操作者，他人不可进入占有区域。
1.2 培训对本装置的操作者必须详细阅读使用说明书,有条件的进行专门培训。
1.3 检查为了您的使用安全，请做定期检查。
1.4 设置振动试验装置的主操作面板应该设置在能看到振动台、功率放大器的位置。
1.5 设备电源变更电源的场合，风机、马达等可能会产生倒转现象。
请确认旋转方向，用箭头表示正确的旋转方向。
1.6 其它注意事项a. 噪声振动试验装置会产生较大的噪声，故对周围的工作人员应采取保护措施（耳塞等）。
我公司推荐隔音室作为防噪对策。
b.机械动圈、试件、夹具等在振动时，请勿用手去触碰。
在以低频（10Hz以下）激振时，振动台台体会上下而振动，予以注意。
在安装重物（夹具、试件等）时，应非常小心。
输电线路中成套电器设备的振动与噪声控制
输电线路中成套电器设备的振动与噪声控制电力输电是现代社会必不可少的基础设施，而输电线路中的成套电器设备的振动与噪声问题一直是人们关注的焦点。
振动与噪声的产生不仅会对设备本身造成损害，还可能对周围环境和居民的生活造成负面影响。
因此，在输电线路中对成套电器设备的振动与噪声进行控制是至关重要的。
一、成套电器设备振动的影响及控制方法振动对成套电器设备的稳定运行和寿命产生很大的影响。
成套电器设备振动的主要原因有电动机的不平衡、齿轮传动的不匀速、叶轮的不平衡等。
为了减少振动的产生，可以采取以下控制方法：1.合理设计和优化设备结构：在电器设备的设计与制造过程中，采用合理的结构设计和优质的材料，能够减少振动的产生。
2.动平衡技术：通过动平衡技术对电动机等成套设备进行平衡调整，可以有效减少振动。
3.减振措施：在设备安装过程中，采用减振措施，如增加减振橡胶垫、悬吊式安装等，可以有效降低振动的传递与辐射。
二、成套电器设备噪声的影响及控制方法成套电器设备噪声对周围环境和人们的健康产生不利影响。
噪声的产生主要有设备内部机械运动噪声、风机噪声、继电器噪声等。
为了降低噪声的水平，可以采取以下控制方法：1.噪声源控制：通过改进设备的结构和工艺，降低噪声源的振动与噪声产生，如使用静音风机、噪声隔减材料等。
2.隔声控制：通过在成套电器设备周围增加隔声屏障、隔声罩等，阻挡噪声的传播，减少其对环境和居民产生的影响。
3.运行控制：合理调整设备的运行参数，降低噪声的产生。
例如采用变频技术控制设备的运行速度，降低噪声水平。
三、成套电器设备振动与噪声监测与评估对输电线路中的成套电器设备的振动与噪声进行监测与评估，能够及时发现问题，采取相应的解决措施，确保设备的正常运行和周围环境的安静。
监测过程中可以使用专业的振动与噪声检测设备，对设备运行时的振动与噪声水平进行实时监测。
根据监测结果，评估设备的振动与噪声水平是否符合相关标准，并及时采取控制措施。
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ｂ △Ｙ； 设计合理的 ａ 的值， 则可用较小量程的位移
ｂ 传感器测量较大的位移。
３） 在放大器中增加补偿电路， 以抵消气隙磁 场不均匀和不对称性引起的漂移， 但这仅仅用于定 频率工作；
４） 采用非金属材料制造动圈骨架存在工艺成 本问题， 推广困难；
５） 增加弹性支承系统的弹性刚度限制漂移使 得低频波形畸变大， 限制了位移， 工作频率下限上 移， 仅适合于小型中频振动台。
欲从根本上解决振动台动圈漂移问题， 除了上 述措施以外， 还必须采用连续的闭环控制技术。
ｃ） 感生电势。在速度区域及靠近速度区域的 加速度区域， 动圈骨架的加强环部分被流过振动台 动圈的电流产生的交变磁场感应， 产生感应电势， 经骨架形成回路而产生一种阻碍动圈运动的力。该 力对动圈漂移方向的影响表现为随机性， 与动圈振 动加速度的大小、频率、试验产品的重力、动圈 （ 机械和电气） 阻尼有关， 例如： 定速度或定加速 度扫频时， 某个临界频率以上， 向上 （ 下） 漂移， 某个临界频率以下， 向下 （ 上） 漂移； 又如： 定频 工作时， 每次开机， 漂移方向都不相同， 表现为很 大的随机性， 动圈电流越大， 频率越高， 漂移越严 重。
调节器输出的信号是微弱的， 还需放大到足够 的程度， 所以引入一个放大环节。调节器输出信号 经放大环节放大后， 进入振动台动圈， 在这里完成 了 “电压→电流→力→位移”的转变过程实际上就 是电能转换成机械能的过程。
位移传感器和被测量目标的相对位置如图 ２ 所
示， 被测目标块如图 ３ 所示。 与垂直方向有一定角度的被测目标块， 刚性地
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ａｒｍａｔｕｒｅ ｖｉ－
ｂｒａｔｉｏｎ ｃｅｎｔｒａｌ ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ ｉｓ ｓｉｍｐｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａ ｎｅｗ ｂａｌａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ａｒｍａｔｕｒｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏ－ ｄｕｃｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ－ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅｏｒｙ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｓｏｌｕｔｅｓ ｔｈｅ ａｒｍａｔｕｒｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｉｔ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｎｇ ｓｈｏｃｋ ｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．
３ 动圈动态平衡的控制
上述抑制动圈漂移的措施有很大的局限性， 具 体表现为：
１） 对弹性支承系统的气路部分进行充放气， 以保持动圈位置的稳定， 实际上就是继电控制方式 速度低、响应慢、存在回差、控制精度低的表现；
２） 对骨架加强环及绕线环筒开槽， 切断进入 磁路气隙部分的电流回路， 只是减少而没有消除， 并且仅局限于小位移低速度振动台， 对大位移高速 度无能为力；
２．１．２ 动态漂移的原因 ａ） 放大器输出波形失真比如正弦波正负半波
不对称， 出现直流电压。 ｂ） 动生电势。在位移及速度区域， 振动台动
圈骨架的加强环部分在磁场中运动， 产生速度电势 （ 俗称发电效应） ， 经骨架形成回路， 而产生一种阻 碍动圈运动的力。在振动台动圈运动过程中， 该力 大小表现为动圈骨架进入磁场气隙的数值大于动圈 骨架离开气隙磁场的数值， 其外在表现为： 动圈在 速度和位移区， 动圈骨架向离开气隙的方向漂移。 位移和速度越大， 频率越高， 漂移越严重。
ｃ） 振动台动圈产生的推力减小， 或者达到额 定的推力时， 电流超过额定值， 动圈发热冷却恶 化， 甚至烧坏动圈。
ｄ） 随着科学技术的发展， 对产品的振动试验 要 求 越 来 越 严 酷 ， 要 求 振 动 台 的 位 移 达 到 １００ ｍｍ， 甚至 ２００ ｍｍ， 速度超过 ４ ｍ／ｓ。 由 于 动 圈 漂 移， 严重制约了振动台指标的提高。
理论分析和工程实践证明， 本位移控制装置结 构简单， 工作可靠， 为抑制动圈漂移、增大动圈位 移、提高动圈速度、免去悬挂上支撑装置提供了一个
新的解决方案， 并且振动 台的性能指标、可靠性都 有较大程度的提高。
图 ２ 位移测量装置示意图
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图 ３ 被测目标块示意图
参考文献： ［１］ 奚 德 昌 ， 赵 钦 淼． 振 动 台
摘 要： 根据电动振动台的工作原理， 简要分析了电动振动台动圈平衡位置漂移的原因。基于闭环控制原理，
提出了电动振动台动圈平衡控制技术。实践证明， 该技术控制精度高、实用性强， 有效地解决了电动振动台动
圈漂移问题， 为长冲程和高速度电动振动的研制和生产提供有力的技术保障。
关键词： 振动台； 动圈； 平衡控制
与 振 动 试 验 ［Ｍ］ ． 北 京 ： 机械工业出版社， １９８５． ［２］ 胡 志 强 ， 法 庆 衍 ， 洪 宝 林， 等． 随机振动试验技 术 ［Ｍ］ ． 北 京 ： 中 国 计 量出版社， １９９６．
ＤＩＡＮＺＩ ＣＨＡＮＰ ＩＮ ＫＥＫＡＯＸＩＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ ＩＮＧ Ｓ ＨＩＹＡＮ
电子产品可靠性与环境试验 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＰＲＯＤＵＣＴ ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＴＥＳＴＩＮＧ
东菱论坛
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．， ２００７ ２００７年 ２ 月第 ２５ 卷 第 １ 期
电动振动台动圈平衡控制技术
陈俊， 吴国雄， 蔡爱军
（ 苏州东菱振动试验仪器有限公司， 江苏 苏州 ２１５０１１）
中图分类号： ＴＢ１２３
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ ５４６８ （ ２００７） ０１－ ００６８－ ０３
Ｔｈｅ Ｂａｌａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒ ｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｄｙｎａｍｉｃ Ｓｈａｋｅｒ ′ｓ Ａｒ ｍａｔｕｒ ｅ
ＣＨＥＮ Ｊห้องสมุดไป่ตู้ｎ， ＷＵ Ｇｕｏ－ ｘｉｏｎｇ， ＣＡＩ Ａｉ－ ｊｕｎ （ Ｓｕｚｈｏｕ Ｄｏｎｇｌｉｎｇ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣＯ．， ＬＴＤ．， Ｓｕｚｈｏｕ ２１５０１１， Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｓｈａｋｅｒ； ａｒｍａｔｕｒｅ； ｂａｌａｎｃｅ－ ｃｏｎｔｒｏｌ
１ 引言
电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场 中要受到电磁力作用的安培定律。它的台体部分主 要由活动系统 （ 俗称动圈） 、磁路系统、弹性支承 系统、导向机构、冷却装置等组成。动圈由驱动线 圈和工作台面组成。弹性支承系统由空气弹簧、气 室和辅助装置组成， 它将动圈的驱动线圈置于磁路 系统产生的工作气隙中， 使驱动线圈通电后能获得 自由的上下振动； 其支承能力要具有足够的刚度以 支承整个活动系统 （ 包括负载） ， 并且产生恢复力 使动圈处于平衡位置。导向机构的作用是限制驱动 线圈上下振动时产生的横向运动。
４ 结束语
本动圈平衡控制技术已成功应用于 １００ ｍｍ 电 动振动台， 在空载或者 １８０ ｋｇ 负载的扫频工作中， 动圈平衡位置变化＜２ ｍｍ。从控制性能上讲， 误差 为 ２ ％。选择高精度位移传感器， 控制精度有望达 到 ０．５ ％； 如果选择激光位移传感器， 本技术方案 可用于位移＞１００ ｍｍ 的超长位移振动台。
２ 动圈漂移的原因、危害及传统的预 防措施
电动振动台工作时， 动圈的平衡位置会发生变 化即漂移。漂移分静态和动态两种。
２．１ 动圈偏移的原因
２．１．１ 静态漂移的原因 １） 功率放大器输出端的直流电压发生漂移； ２） 承载空气弹簧由于温度变化引起空气体积
变化； ３） 气路发生泄露； ４） 试验产品的质量发生变化。
位移控制装置的工作过程为： 假定位移给定环 节输出不变， 当振动台动圈因工作状态、支撑负载 等外界因素发生变化而导致动圈平衡点发生变化 （ 假定向上漂移） 时， 位移传感器检测到其输出变 化为＋△Ｙ， 经滤波环节低通滤 波 后 与 给 定 环 节 求 和 ， 误 差 △Ｄ 上 升 ， 经 放 大 后 直 流 电 压 Ｕ 上 升 ， 振动台动圈流入反向抑制直流电流； 动圈位移△Ｙ 下降， 动圈回到平衡位置。如果动圈朝下偏离平衡 位置， 则上述调节过程朝相反方向变化， 最终使动 圈向上回升到平衡位置。本位移控制装置适应于所 有的电动振动台， 在使用中只需对调节器的参数作 相应的调整即可。
ＤＩＡＮＺＩ ＣＨＡＮＰ ＩＮ ＫＥＫＡＯＸＩＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ ＩＮＧ Ｓ ＨＩＹＡＮ
２．３ 传统的预防措施
通过对动圈漂移的原因分析， 采取相应的措 施， 可以将动圈漂移限制在一定的范围内。
ａ） 解决静态漂移的措施 １） 对放大器采取深度直流反馈， 使放大器输 出零点漂移 １０ ｍＶ／８ Ｈ； ２） 对弹性支承系统的气路部分引入位置反馈 装置， 增加气源电磁阀， 控制电磁阀的开关， 对空 气弹簧进行充放气， 以保持动圈位置的稳定。 ｂ） 解决动态漂移的措施 １） 放大器采取深度交流反馈， 使 其 输 出 波 形 失真＜１ ％， 并增加补偿电路， 以抵消气 隙 磁 场 不 均匀和不对称性引起的漂移； ２） 对于动生电势、感生电势引起的漂移， 通 过对骨架的加强环及绕线环筒开槽， 切断进入磁路 气隙部分的电流回路， 从而消除大部分的反推力； ３） 增加弹性支承系统的弹簧刚度， 在一定范 围内限制漂移； ４） 采用非金属材料来制造动圈骨架， 如炭纤 维陶瓷。
收稿日期： ２００７－ ０１－ ３０ 作者简介： 陈俊 （ １９６３－ ） ， 男， 四川资阳人， 苏州东菱振动试验仪器有限公司总工程师， 主要从事振动试验仪器的研发和技术管理