基于FPGA控制器的隔振技術(shù)研究.pdf

1、隔振是振動控制領(lǐng)域的前沿課題。隨著隔振技術(shù)在汽車主動懸掛、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。主動隔振技術(shù)具有自適應(yīng)好，結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點，成為研究的熱點。
　　主動隔振的核心是控制器，論文首先調(diào)研了國內(nèi)外振動控制器的研究現(xiàn)狀，針對現(xiàn)有控制器存在的不足，提出基于FPGA的振動控制器;傳感器是主動隔振的關(guān)鍵，針對目前常用的石英加速度傳感器體積、質(zhì)量大、價格

2、高的缺點，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測量元件，構(gòu)成了一套具有良好性價比的高性能振動控制器。
　　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;隨后又進行了DA模塊和作動器性能測試。
　　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，驗證了算法的可行性;然后將經(jīng)過仿真驗證過的算法進行浮點-定點轉(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。整個算法的開發(fā)過程是一個迭代循環(huán)、可驗證的過程，解決了傳統(tǒng)開發(fā)難以驗證、周期長、缺陷多的問題。
　　接著搭建單自由度隔振實驗系統(tǒng)，實驗結(jié)果表明當(dāng)主動控制開啟后，被控對象振幅可以減少85％以上，且整個過程中