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0～5 v，再经a／d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～25g，频率范围0.5～500 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p2.7～p2.5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a／d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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(5)静态显示接口电路
静态显示接口电路如图5所示。
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