精密仪器工作台的隔振设计

防微振在精密仪器工作台的设计中占有重要地位．本文在环境振动实测资料的基础上，进行了某精密仪器工作台的隔振设计，并提出了一些看法，可供工程设计参考．

基于主被动一体隔振指向平台的柔性航天器高精高稳指向方法

面向天文卫星、遥感卫星越来越高的指向精度和稳定度需求,解决指向控制和振动抑制相互制约的矛盾,文章提出了采用同时具备振动隔离和指向调节能力的Stewart平台以实现柔性航天器高精高稳指向的方法.建立了整星柔性动力学模型,设计了主被动一体隔振指向控制器,并基于该模型对传递率进行仿真,验证了理论分析结果.通过数字仿真验证了主被动一体隔振指向平台的振动抑制性能和指向控制性能,结果表明:能同时满足振动隔离和指向调节需求,可为具有高精度指向航天器的发展提供参考.

光学超精密仪器隔振系统的鲁棒H_∞控制系统仿真分析

针对光学超精密仪器隔振系统的不确定性,采用被动隔振和主动隔振相结合的混合控制技术,其中主动隔振采用鲁棒H∞控制策略,该方法克服了由模型和干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制模型的非线性和振动的干扰。仿真结果表明,光学超精密仪器在振动的干扰下具有较好的鲁棒稳定性和控制精度。

精密仪器模拟隔振平台主动控制系统的研究

针对精密仪器在使用过程中环境振动干扰会对测试结果带来影响这一问题,提出了一种基于超磁致伸缩驱动器的振动主动控制技术,并开发了面向精密仪器的二级模拟主动隔振系统,建立了模拟隔振系统的动力学模型。根据人工免疫原理,设计了免疫PID控制器,通过MATLAB环境中的Simulink工具对控制系统进行了仿真研究,并进行了现场实验测试。结果表明:所研制的精密仪器模拟隔振平台具有较好的隔振控制效果,能够满足相关精密仪器的隔振要求。

仪器—基础耦合振动固有频率偏移

针对柔性基础上精密仪器的隔振设计问题,对仪器-基础耦合振动刚度矩阵进行了求解。对耦合系统的固有频率偏移进行了数值计算。研究表明:耦合系统基频小于仪器的安装频率。在低频段,仪器纵向振动刚体模态与基础第1阶弯曲模态动力耦合效应明显。

一种准零刚度车载隔振系统的设计与试验研究

针对车辆行驶工况环境以及振动频率,研制了一种空间占比小、安装方便的准零刚度(quasi-zero-stiffness,QZS)车载隔振系统。将垂向弹簧与两个对称的负刚度结构并联,负刚度机构用于刚度校正,通过静力学特性分析,初步确定了系统在平衡位置具有准零刚度的参数条件,在推导中引入了加工误差系数,分析了加工误差系数对系统准零刚度的影响机理。建立了系统非线性动力学方程,采用平均法求解了系统在车体简谐位移激励下的动力学响应,分析了系统参数和激励幅值对位移传递率的影响。在此基础上,设计制作了准零刚度隔振系统,进行了不同激励幅值、激励频率下的测试,得到了实测的位移传递率幅频响应曲线,并与理论计算结果进行了比较。另外,还通过TruckSim/Simulink联合仿真进行了车载随机激励工况仿真分析。研究表明,试验与理论结果吻合较好,验证了准零刚度隔振系统理论建模和分析方法的正确性。准零刚度的起始隔振频率在1.4 Hz左右,优于线性系统的起始隔振频率2.9 Hz。与车体相应相比,隔振后的位移响应均方根值降低80%以上,加速度均方根值降低90%左右,且稳态时准零刚度隔振系统的稳定性较好,具有良好的隔振性能。

高精度测量的被动隔振研究

随着精密测量设备的快速发展,对其隔振系统的要求也越来越高。隔振系统也越来越显示出其重要性。许多精密设备所达到的分辨力被周围环境的振动所限制,没有一个好的隔振系统,测量过程中任何精密动作都难于实现。本文对常用的被动隔振系统进行了分析,以恒温恒湿工作腔体内工作台为隔振对象,设计了一两级隔振系统,并进行了MATLAB仿真分析。

试验台测控仪器隔振装置振动传递特性分析

试验台精密测控仪器在工作过程中会受到振动设备的干扰,从而对其正常工作产生影响,因此需要采用隔振装置进行振动保护.本文以双层隔振装置为研究对象,结合有限元法和阻抗综合法建立了多点多维柔性动力学模型,分析了不同仪器质量、系统结构型式和隔振器参数对隔振装置振动传递特性的影响,结果表明所设计的双层隔振装置可以满足使用需求,增加上台面厚度和减小隔振器刚度可显著提高隔振效率.

基于传递功率流评价的船载精密仪器隔振系统

针对现有船载精密仪器普遍采用的单层隔振结构的隔振效率不高、隔振效果不佳的缺点,以船载激光雷达为隔振对象,将浮筏结构作为隔振形式,将传递功率流作为评价指标,采用有限元分析方法讨论隔振结构在不同方向外激励作用下的隔振效果,并采用拓扑优化方法对浮筏结构中间阀架进行减重优化。结果表明,船载仪器设备在海洋环境下受到的激振频率作用的主要方向是垂直方向;采用浮筏隔振结构的船载仪器设备在低频段的振动作用能明显下降;采用拓扑优化后的隔振结构能在减小中间阀架质量的同时提高观测仪器的精度,并延长其使用寿命,验证了优化方法的正确性。

精密仪器厂房隔振沟隔振效应分析

隔振沟是解决复杂环境激励下工程结构精密致稳的有效措施,采用ABAQUS软件建立某先进光源工程隔振沟的二维有限元模型,分析了隔振沟位置、深度、宽度及填充材料对减振效果的影响,进而研究隔振沟数量及设置形式对减振效果的影响。结果表明:隔振沟位置越靠近激振点和拾振点,其减振效果越好;在一定范围内,随着隔振沟深度增大其减振效果逐渐增强,而隔振沟宽度对其减振效果影响不大;选择填充物越硬(剪切模量)其减振效果越好;随着隔振沟数量的增加减振效果有明显改变,对不同深度的隔振沟,其减振效果取决于埋深大的隔振沟。

考虑时滞效应的模糊主动隔振系统的设计与性能

为了更好地实现精密仪器的振动控制,提出基于考虑时滞效应的模糊主动控制隔振系统。该系统采用神经网络,根据当前时刻模糊控制器的输出以及平台的输出数据,实时预测下一时刻平台的运动状态,提前施加作动力对平台进行主动控制。仿真实验表明,神经网络的预测较为准确,可靠度较高且设计方案合理,能有效预测实时信号并且抑制信号的振荡。系统融合了神经网络对时滞效应的补偿作用和模糊控制器对不确定性的处理能力,可实现精密仪器振动的智能化控制。