受迫振动自动控制系统的设计与原理分析.doc
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1、受迫振动自动控制系统的设计与原理分析1 振动测量原理通过激振使悬臂梁产生受迫振动,其振动信号可通过传感器转换为电信号,经放大器将该弱信号放大至05 V,再经AD转换器,将该模拟信号转换成数字信号,进入单片机进行转换处理,处理的结果送七段数码显示对应频率的加速度值。振动系统的测量原理如图1所示,由信号发生器向激振器提供周期性电压信号,使激振器产生周期性策动力,对弹性梁激振,这样弹性梁产生受迫振动,由压电式加速度传感器将振动的加速度信号转换为电信号。2 硬件接口设计(1)硬件系统框图硬件系统框图如图2所示。(2)加速度传感器的选择根据实验数据的要求,采用GIA型压电式加速度传感器。测量范围0.1g
2、25g,频率范围0.5500 Hz。(3)放大器电路放大器电路如图3所示。其中,C1和R1构成高通滤波器,硝除直流成分及温度漂移产生的影响,A为比例放大器,放大倍数由R2和R3确定,R4和C2为滤去高频杂音之用。(4)模数转换电路模数转换电路如图4所示。选用ADC0809完成此项功能,图中8031的P2.7P2.5经74LS138进行全译码,由于用Y7参与ADC0809端口地址的确定,所以与8031的读写信号经或非门进行组合,确定ADC0809的地址为FFFFH。(5)静态显示接口电路静态显示接口电路如图5所示。3 软件部分根据硬件连线情况,对AD转换部分采用中断的方法,根据实验测得的结果确立数据表格,对采样数据的处理采用查表的方法,对显示部分的处理采用串行输出静态显示的方案。主控程序流程如图6所示,查表显示程序框图如图7所示。4 结语悬臂梁受迫振动自动控制系统,结构简单,控制方便,提高了实验效率,有效地克服了视觉误差,如能应用于实验教学,对于深入研究振动规律,能起到很好的辅助作用。
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- 振动 自动控制系统 设计 原理 分析
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