基于FPGA控制器的隔振技術(shù)研究.pdf

1、隔振是振動(dòng)控制領(lǐng)域的前沿課題。隨著隔振技術(shù)在汽車主動(dòng)懸掛、超精密加工臺等民用領(lǐng)域的不斷推廣，以及數(shù)據(jù)中繼、高分辨率對地觀測、激光武器等軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，受到越來越多的關(guān)注。主動(dòng)隔振技術(shù)具有自適應(yīng)好，結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，成為研究的熱點(diǎn)。
　　主動(dòng)隔振的核心是控制器，論文首先調(diào)研了國內(nèi)外振動(dòng)控制器的研究現(xiàn)狀，針對現(xiàn)有控制器存在的不足，提出基于FPGA的振動(dòng)控制器;傳感器是主動(dòng)隔振的關(guān)鍵，針對目前常用的石英加速度傳感器體積、質(zhì)量大、價(jià)格

2、高的缺點(diǎn)，選取代表未來技術(shù)發(fā)展方向的MEMS加速度傳感器作為振動(dòng)測量元件，構(gòu)成了一套具有良好性價(jià)比的高性能振動(dòng)控制器。
　　然后采用Verilog語言完成FPGA控制器與MEMS加速度傳感器之間的I2C通信協(xié)議，以及控制器與PC之間的UART協(xié)議，搭建了一套傳感器性能測試系統(tǒng)，完成MEMS傳感器靜態(tài)噪聲測試和動(dòng)態(tài)響應(yīng)測試，測試結(jié)果表明MEMS傳感器性能滿足要求;隨后又進(jìn)行了DA模塊和作動(dòng)器性能測試。
　　隔振算法是控制器的靈

3、魂，本文選擇的是自適應(yīng)陷波算法。首先采用ADAMS-Matlab聯(lián)合仿真，驗(yàn)證了算法的可行性;然后將經(jīng)過仿真驗(yàn)證過的算法進(jìn)行浮點(diǎn)-定點(diǎn)轉(zhuǎn)換，利用Matlab工具箱生成HDL代碼，與手寫的傳感器通信程序整合，下載到FPGA開發(fā)板中。整個(gè)算法的開發(fā)過程是一個(gè)迭代循環(huán)、可驗(yàn)證的過程，解決了傳統(tǒng)開發(fā)難以驗(yàn)證、周期長、缺陷多的問題。
　　接著搭建單自由度隔振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)主動(dòng)控制開啟后，被控對象振幅可以減少85％以上，且整個(gè)過程中