免费论文：智能化大载荷模块式隔振平台设计理论与实验研究

随着科学技术的飞速发展，人们对主动振动控制平台提出了更高的要求，突出体现在隔振频率范围宽，承载力大、隔振精度高三个方面，即要求将宽频范围大载荷作用下平台的振动幅值控制在微米量级。基于上述应用背景本文研制了集智能材料应用技术、大载荷高精度隔振理论与技术和以自适应滤波控制算法为核心的实时主动振动控制技术于一体的智能化宽频范围大载荷高精度隔振平台，主要研究内容涉及以下几个方面：针对大载荷高精度隔振平台的研制，提出了智能化大载荷模块式隔振平台的设计方法，设计并实现了具有两自由度方向主动控制功能的，以橡胶-金属组件及螺旋弹簧为被动隔振元件、磁致伸缩作动器为主动控制元件的模块式隔振单元；在解决大载荷高精度连接结构设计的关键问题上，将复合材料思想引入柔性铰链的设计之中，提出了可用于大载荷隔振致稳控制平台且结构简单的复合式柔性铰链的设计方法，并设计了柔性铰链结构。分别对所设计的两自由度方向振动可控的模块单元以及由模块单元拼装而成的六自由度方向振动可控的整体平台展开动力特性研究，建立了外界激励环境下隔振单元和整体隔振平台的动力学模型，并实现了微振动环境下该动力学模型的开环主动隔振模拟。运用本文所发展的多自由度系统隔振理论，对隔振单元和整体隔振平台的隔振效果及多自由度耦合进行了分析。分别建立了由单个磁致伸缩作动器构成的单自由度振动系统和以模块式隔振单元为受控对象的机电一体的两自由度实时主动振动控制系统，并经主动振动控制实验研究，验证了磁致伸缩材料作动器和所实现的智能化隔振模块的各种动力学特性和振动控制功能，以及基于LMS的自适应滤波算法的计算机实时控制系统的有效性。针对模块式拼装的整体隔振平台由八支作动器实现空间六自由度主动振动控制的“冗余”问题，提出了利用分流原理进行六自由度系统解耦控制的方法，并通过主动振动控制的仿真，证明该方法的可行性，通过对模块拼装而成的整体隔振平台的主动振动控制仿真，验证了模块拼装式整体隔振平台的振动控制功能。

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