本发明涉及振动环境模拟，尤其涉及一种高精密振动实验台。
背景技术：
1、振动试验台是一种用于模拟振动环境的设备，可以对产品、材料、结构等进行振动测试和振动控制。振动试验台广泛应用于电子、机械、航空、汽车等领域，可以用于测试产品的振动特性、振动疲劳寿命、振动环境适应性等，也可以用于优化设计和振动控制。
2、目前，采集数据的振动试验台多采用激振器作为振动动力源，激振器直连振动工作台结构简单，同时，激振器采用功放电路驱动，在调整振动幅度和振动频率时容易实现。但是，激振器作为动力源缺点也很多，比如，激振器驱动能力受线圈体量影响比较大，需要大驱动力时，线圈体量庞大；同时，较大体量的线圈也必将产生过大的能量损耗。
3、当下，多数工作台实验台设计比较粗糙，不能进行精密控制；少部分振动实验台能够检测振动数据，采用激振器作为振动动力源，体积、功耗庞大，控制精度不高；这些工作台严重影响实验结果或效果。市场上迫切需要一种集成度高、控制方便、精度高的振动实验台，本发明提供了一套精密的振动实验台机械机构及控制算法，解决以上问题。
技术实现思路
1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种高精密振动实验台，旨在解决多数工作台实验台设计比较粗糙，不能进行精密控制的问题，提供一种集成度高、控制方便、精度高的振动实验台。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高精密振动实验台，包括：
3、壳体，所述壳体的内壁螺纹连接有升降盘，所述升降盘的顶部安装有齿圈，所述齿圈的外壁啮合连接有小齿轮，所述小齿轮的中部固定连接在高速电机的输出端，所述齿圈的内壁固定连接有托盘，所述托盘的中部固定连接有扁轴，所述扁轴的顶端固定连接在离心块的中部内，所述离心块的顶部安装有随动环，所述随动环的顶部转动连接有轴承座；
4、工作台，所述工作台的下表面中部固定连接在轴承座的上表面，所述工作台的底部两侧均固定连接有连接片，两个所述连接片的相远离侧均安装有导轨副，两个所述导轨副的相远离侧均连接在外框的内壁；
5、推杆电机，所述推杆电机的顶部安装在壳体的底部，所述推杆电机的输出端转动连接在托盘的下表面。
6、优选的，所述壳体的一侧设置有让位孔，所述小齿轮和齿圈的连接处位于所述让位孔处。
7、优选的，所述随动环的顶部固定连接有第二高速轴承，所述第二高速轴承的外壁固定连接在轴承座的中部内。
8、优选的，所述离心块的顶部设置有外锥面，所述随动环的底部设置有内锥面，所述随动环的内锥面连接在离心块的外锥面内。
9、优选的，所述壳体的底部固定连接有电机护套，所述托盘的下表面通过第一高速轴承连接在推杆电机的输出端，所述推杆电机的输出端贯穿电机护套和壳体并延伸连接在托盘下表面的高速轴承内。
10、优选的，一种高精密振动实验台的控制系统，用于控制所述的高精密振动实验台，所述系统包括：
11、加速度传感器，其安装于工作台，用于检测工作台的加速度，并向主控电路反馈检测数据；
12、主控电路，通过电调连接至高速电机，通过控制步进电机驱动器调节推杆电机；
13、上位机，用于参数调整与功能控制，上位机通过硬件uart与主控电路进行通讯，能够设置加速度传感器的读取模式，连续读取时系统将时刻采集加速度传感器数据并回报，单次读取模式时系统只对指令发出时刻进行一次数据采集并回报，上位机发出运行指令，系统将执行pid控制器，pid控制器控制电调进行启动并实时采集高速电机的转速，pid控制器实时根据转速进行运算控制电调实现频率的精准控制。
14、优选的，所述加速度传感器与主控电路使用rs485进行连接并通讯，主控电路与电调使用pwm进行控制，主控电路有通讯电路与电源电路，主控电路与其他部件控制通过光耦来隔离控制，使得电路变得更加可靠，预设有外部触发控制，通过sma共轴接口进行外部高电平触发数据采集，与其他的控制部件进行联控，获取某一时刻的振动数据信息。
15、优选的，所述系统的工作流程包括以下步骤：
16、上电后系统进行初始化与自检完成准备工作，系统等待上位机进行参数调整与功能控制；
17、当上位机发出控制指令后，系统进行解析并按照指令进行控制，上位机设置加速度传感器的读取模式，连续读取时系统将时刻采集加速度传感器数据并回报，单次读取模式时系统只对指令发出时刻进行一次数据采集并回报；
18、上位机发出运行指令，系统将执行pid控制器，pid控制器控制电调进行启动并实时采集高速电机的转速，pid控制器实时根据转速进行运算控制电调实现频率的精准控制；
19、当用户输入设置指令后上位机通过串口下发给主控电路，主控电路进行命令解析，当命令设置振幅时，主控电路通过控制步进电机驱动器调节推杆电机，将工作台的振幅调节至预设位置；
20、当进行振动控制命令时，主控电路解析计算频率，将预设值装载入pid控制器控制高速电机的转速，pid控制器根据转速反馈实时精确调整pwm占空比使得工作台频率与预设保持一致，高速电机转速反馈由电调进行反馈并使用施密特触发器电路进行转速的滤波使得转速反馈的信息更加可靠，工作台频率与高速电机转速成正比，实时监测转速并调节即可精确控制频率。
21、本发明具有如下有益效果：
22、1、本发明中，将离心块的顶部安装有随动环，设计为可调偏心距，实现转速固定时离心力可以调整，进而实现振幅可控，整体结构较小，驱动力强劲，进一步通过设计高速电机调速电路，进而实现振动频率可调，能够高精度控制。
23、2、本发明中，加速度传感器上传检测数据至主控电路，主控电路通过电调连接至高速电机，主控电路通过控制步进电机驱动器调节推杆电机，最终实现对工作台的振幅和振动频率的高精度控制。
24、3、本发明中，高速电机转速反馈由电调进行反馈并使用施密特触发器电路进行转速的滤波使得转速反馈的信息更加可靠，工作台频率与高速电机转速成正比，实时监测转速并调节即可精确控制频率。
1.一种高精密振动实验台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高精密振动实验台，其特征在于，所述壳体(3)的一侧设置有让位孔，所述小齿轮(8)和齿圈(9)的连接处位于所述让位孔处。
3.根据权利要求1所述的一种高精密振动实验台，其特征在于，所述随动环(13)的顶部固定连接有第二高速轴承(14)，所述第二高速轴承(14)的外壁固定连接在轴承座(15)的中部内。
4.根据权利要求1所述的一种高精密振动实验台，其特征在于，所述离心块(12)的顶部设置有外锥面(121)，所述随动环(13)的底部设置有内锥面(131)，所述随动环(13)的内锥面(131)连接在离心块(12)的外锥面(121)内。
5.根据权利要求1所述的一种高精密振动实验台，其特征在于，所述壳体(3)的底部固定连接有电机护套(2)，所述托盘(5)的下表面通过第一高速轴承(4)连接在推杆电机(1)的输出端，所述推杆电机(1)的输出端贯穿电机护套(2)和壳体(3)并延伸连接在托盘(5)下表面的高速轴承(4)内。
6.一种高精密振动实验台的控制系统，其特征在于，用于控制权利要求1-5任一项所述的高精密振动实验台，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种高精密振动实验台的控制系统，其特征在于，所述加速度传感器与主控电路使用rs485进行连接并通讯，主控电路与电调使用pwm进行控制，主控电路有通讯电路与电源电路，主控电路与其他部件控制通过光耦来隔离控制，使得电路变得更加可靠，预设有外部触发控制，通过sma共轴接口进行外部高电平触发数据采集，与其他的控制部件进行联控，获取某一时刻的振动数据信息。
8.根据权利要求6所述的一种高精密振动实验台的控制系统，其特征在于，所述系统的工作流程包括以下步骤：
