光电平台无角位移减振机构运动分析

分析了光电平台的工作环境和角振动对成像质量的影响，应用空间机构学原理和减振理论，设计了一种既具减振功能又能抑制角位移的无角位移减振机构。对减振机构的减振机理及运动特性进行了分析，并利用三维建模软件和MSC．Visual Nastran 4D仿真分析软件对该减振机构进行了三雏实体仿真分析，通过输出的仿真数据及曲线检验无角位移减振原理的正确性。     

振动对光电系统成像质量影响的试验研究

针对振动影响光电系统成像质量的问题,利用六自由度隔振系统和图像采集系统组合搭建了相应的模拟光电成像试验系统,通过振动台试验采集不同振动环境下的图像序列,对采集到的图像清晰度进行计算来分析振幅和频率等振动的参数对成像质量的影响。试验结果表明,对于光电成像系统,振动的振幅相比频率对成像质量的影响更大。对于不同频率的振动,在各阶频率的振幅相等的情况下,高频振动对成像质量的影响大于低频振动。试验研究成果对于探索和了解振动对光电成像系统成像质量影响的机理研究具有一定的参考和应用价值,同时对于工程实际中减振方案的设计和减震器的合理选择具有一定的指导意义。     

长焦红外相机的减振系统设计

为了减小振动对长焦红外相机成像质量的影响,设计了一套新型减振系统。针对传统减振系统的不足,提出了一种新型减振系统,可以很好地将外框架传递到内框架上的振动隔离掉,通过Matlab采用参数优化算法得到新型减振系统的最优阻尼比ζopt为0.6532。为了检测新型数减振系统的减振效果,对长焦红外相机进行了有限元分析与试验验证。结果表明,新型减振系统在5~2000 Hz频带Z向的减振效果高达94.67%,因此可适应宽频带、大幅值随机振动的工作环境,保证了设备的正常工作,提高了成像质量。     

光电设备振动夹具的设计探析

夹具在光电设备的振动试验中起着关键性的作用，决定着振动试验的效果．运用牛顿定律及微积分对振动夹具的力学传递性进行了推算，结合实际试验中的经验进一步分析了光电设备振动试验对夹具的要求，并着重对光电设备的振动夹具设计原则、设计步骤和鉴定方法进行了初步探讨。     

机载振动敏感设备减振设计方法与应用

针对机载振动敏感设备面临的日益苛刻的振动环境适应性要求,开展减振设计方法和应用的研究。分别对机载振动敏感电子设备的振动环境条件获取方法、振动许用条件的测试手段、减振设计参数的计算方法、减振性能评估的措施进行了详细的探索,解决了减振设计过程中缺少相关设计输入、输出和选型参数的困境。并基于该方法对某机载频率源进行了减振设计的应用,应用结果表明基于该方法设计的减振设计方案,具有很好的减振效果。相比于直接安装,安装隔振器后频率源的振动响应得到了有效的抑制,并且频率源的相噪得到了明显改善。加装隔振器后相噪值均满足设计要求,减振设计达到了预期目标,同时验证了该减振设计方法的可行性。     

车载状态下测风激光雷达的浮筏减振研究

为了减弱振动对车载激光雷达测量精度和稳定性的影响,借鉴浮筏减振系统在船舶领域的成功使用,对其进行了浮筏减振布局设计。采用多刚体动力学建模方法对系统在简谐激励下的减振性能进行了分析,得出系统各处减振器参量对系统减振效果的影响。根据选定的减振参量,结合所选车型,经过计算得到激光雷达主体的传递率峰值,有效避开了汽车运输过程中的激振频率,且几乎在有效的激振频率范围内传递率曲线都小于1;经计算得到冲击作用下的振动量程没有越过减震器的有效减震范围,符合理论要求;通过振动状态下激光雷达和探空气球所测风速数据的对比,验证了减振设计对保证测量精度的效果;通过静止和模拟振动状态下激光雷达的锁频效果对比,证明了浮法减振设计在车载系统中应用的可靠性。结果表明,浮筏减振设计应用于车载测风激光雷达是合理的、成功的。     

机载光电吊舱无角位移隔振设计

为减小振动对机载光电吊舱成像质量和稳定精度的影响,依据平行四边形原理、隔振理论及吊舱模态分析数据设计了无角位移隔振装置,该隔振装置能够将载机振动引起的角位移转化成线位移并有效地抑制线振动。对无角位移隔振装置进行了动态仿真分析,仿真结果显示最大线位移仅为0.7 mm,并能够在较短时间内迅速地衰减。利用光学测量法测量了无角位移隔振装置的减振效果,测量结果表明无角位移隔振装置最大角位移为10″,与以往采用金属减振器的隔振方式相比减振效果提高了一个数量级,基本实现了无角位移,减振效果非常明显。外场试飞图像效果也验证了无角位移隔振装置减振的有效性。     

车载光电平台动力学响应试验研究

为了研究车载光电平台的动力学响应,本文在分析载车动力学环境的基础上,根据工程实际对某型轮式火炮进行了跑车试验,利用振动冲击测试系统采集了车载光电平台的振动加速度响应数据。利用功率谱密度函数对振动响应数据进行了分析,得到了在不同路况、不同车速条件下光电平台动力学响应的变化情况,了解了光电平台实际的振动情况,总结得出了光电平台显著的动力学特性,对进一步分析振动对光电成像系统性能的影响打下良好的基础,并对光电平台的抗振设计具有重要的参考价值。     

无线电电子设备结构设计 第五讲 无线电电子设备防震问题(下)

四、减振系统的设计计算减振系统的设计可按下列步骤进行: 1.根据给定的技术条件确定各方向外激振动频率和振幅(或加速度值),如振源有较宽的频率范围,则应确定出最低频率时的振动强度. 2.已知减振系统的尺寸、重量,确定设备重心位置,对应于各重心主轴的惯性矩J_x、J_y、J_z以及惯性半径i_x、i_y、i_z.设备重心可用计算法或实验法决定.用计算法计算如图5-9中设备的重心坐标为:     

某跟踪雷达发射机的减振设计及分析

介绍特殊环境下发射机的三维减振设计,并运用有限元分析软件ANSYS,以实测功率谱为激励,分析其响应,从理论上分析此减振系统的合理性,提供了一种实际工程中减振设计及分析的方法。     

A three-axis vibration isolation system using modified zero-power controller with parallel mechanism technique

This paper proposes a module-type three-degree-of-freedom vibration isolation system using modified zero-power control. Three vibration isolation modules are connected together using parallel mechanism to control 3-DOF motions. Each module consists of a common base, an individual middle mass and a common isolation table. The base to the middle mass is suspended by positive springs generated by active and passive system, and the middle mass and the isolation table is connected by negative spring realized by active-type modified zero-power control. The developed system could realize zero-compliance to direct disturbances as well as good ground vibration isolation. Furthermore, the isolation table is supported by a weight support mechanism for supporting heavy payloads. In the previous research, a concentrated middle mass with redundant actuators, in the vertical and horizontal directions, were used. Therefore, a vibration isolation system is proposed in this work using modular concept to overcome those drawbacks. Each module is controlled separately by decentralized control technique, and three modules can be used for three-degree-of-freedom of motion control. Therefore, no redundancy of actuator is occurred. Moreover, an improved zero-power controller is presented that can adjust negative stiffness instead of conventional zero-power controller. The results obtained from analytical and experimental studies show that the modular technique is reliable and efficient approach to vibration control, and represents a suitable alternative to the conventional active vibration isolation systems.     

Control and experimental study of 6-DOF vibration isolation platform with magnetorheological damper

Vibration is an inevitable excitation in the operation of the mechanical system, which reduces its reliability and service life. Therefore, a heavy-duty 6-DOF semi-active vibration isolation system (VIS) with magnetorheological (MR) damper was proposed in this paper. Firstly, A MR damper with large output force of 27 kN was designed. The properties test results showed that the dynamic range (the adjustable multiple of damping force) of the damper is as high as 15, which has excellent dynamic performance. And a Bouc-Wen model which can accurately describe the mechanical behavior of the MR damper was established. Secondly, the prototype of the MR 6-DOF vibration isolation platform (VIP) with cubic structure was developed. Thirdly, a on-off semi-active control strategy was proposed for the MR 6-DOF VIP. The numerical simulation results showed that the semi-active VIS can effectively isolate vibration in the working frequency domain. Finally, the vibration experiment on shaking table was carried out. The test results showed that the designed heavy-duty MR 6-DOF semi-active VIP can control the load's attitude in real-time according to the system state. Compared with the current of 0 A, the vibration isolation effect of the on-off control is improved by 63.27% in the resonance region. The MR 6-DOF VIP can effectively reduce the vibration transmitted to the isolated system through the platform.     

非均匀采样条件下光纤陀螺微小角振动信号检测技术

航天器在轨运行过程中,由于内部存在多种活动部件,会使结构体产生微小角振动,微小角振动呈现振幅较小、频率较高的特点,微小角振动会造成光学载荷成像质量的下降。光纤陀螺从组成原理上具有宽频带和高灵敏度的特点,能够输出采样周期内的角度增量,可以作为微小角振动测量部件。但是,基于航天器整体时序的综合考虑,无法对光纤陀螺进行均匀采样,提出了非均匀采样条件下的频谱分析方法,将经过非均匀采样得到的整周期时间序列进行傅里叶变换,得到原始信号的幅值和频率,进而实现微小角振动的高精度检测。通过数字仿真和六自由度微振动台试验验证了上述方法的可行性,检测精度优于0.04。     

分布式光纤振动检测方案及应用

在分析网络通信安全需求的基础上,阐述了光纤传感技术和光缆状态实时监测技术对网络通信安全的保障作用。介绍了光纤传感技术的发展历史以及具有代表性的光纤传感器,然后介绍了分布式光纤振动传感系统的原理和工作方式,并对该系统的解调方法进行了分析。为了获得更高的信噪比,通过实验分析了数据解调中延迟差分对信噪比的影响。结果表明,在一定范围内,延迟时间与信噪比正相关。     

一种新的电子散斑微小振动测量系统

给出了一种新的电子散斑微小振动的振幅和相位测量系统,该系统将光学相移器和正弦相位调制器置于参考光路中,因而当被测物体改变时,系统勿需重新标定。采用高精度低压压电陶瓷作为光学相移器和正弦相位调制器,易于实现计算机直接控制,使系统具有很高的抗干扰能力。实验表明,该系统可以方便地对物体的微小振动（ 振幅小于３０ ｎｍ） 进行定量分析。     

一种具有迈克耳逊结构的新型光时域反射仪

利用传输光纤中后向瑞利散射光携带有光纤位置、外界振动等信息的特点,采用光纤迈克耳逊结构构成干涉型光时域反射仪,有望以分布方式传感沿光纤的微小振动信号.文中设计了一种新型结构的分布式光纤振动传感器,该传感器用3dB耦合器将波长为1310nm的红外激光分为两路相干光:参考光和传感光,它们中的后向瑞利散射光在耦合器处发生干涉,干涉信号的变化点对应于振动点所在的位置.将没有振动信号、加微小振动信号和加损耗干扰三种情况分别作用于传感光纤并进行了试验对比.结果表明,在微小振动的情况下,光强变化微弱;加损耗时,光强变化显著,定位准确.     

基于BOTDA的海缆监测系统振动信号降噪方法研究

搭建了基于布里渊光时域分析(BOTDA)的海底电缆(海缆)振动信号监测模拟实验系统,通过实验获得了锚砸、冲刷、摩擦3种工况下的海缆振动信号.针对振动信号含有大量噪声,提出TSA-VMD-MPE降噪方法.利用被囊群算法(Tunicate Swarm Algorithm,TSA)优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),获取VMD分解层数与惩罚因子的最优值,对振动信号分解获得本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)分量;利用IMF与原始信号的相关性及IMF的方差贡献率联合来确定IMF的多尺度排列熵(Multi-Scale Permutation Entropy,MPE)阈值,对振动实验信号进行降噪.实验结果表明:所提降噪算法使3种海缆振动信号信噪比平均提高了12.0296 dB;将提出的MPE阈值方法应用于EEMD与CEEMD算法也获得了良好的降噪效果.     

A real-time optical sensor for simultaneous measurement of three-DOF motions

The need for simultaneous measurement of multiple degree-of-freedom (DOF) motions can be found in numerous applications such as robotic assembly, precision machining, optical tracking, wrist actuators, and active joysticks. Conventional single-axis encoders, though capable of providing high-resolution (linear or angular) measurements, rely on mechanical linkages (that often introduce frictions, backlashes, and singularities) to constrain the device so that the three-DOF (3-DOF) motion can be deduced from the individual orthogonal measurements. We present here a noncontact optical sensor for 3-DOF planar and spherical orientation measurements. We begin with the operational principle of a microscopic-surface-based optical sensor. The design concept and theory of a dual-sensor system capable of measuring 3-DOF planar and spherical motions in real time are then presented. Along with a detailed analysis, the concept feasibility of two prototype 3-DOF dual-sensor systems for measuring the instantaneous center of rotation and the angular displacement of a moving surface is demonstrated experimentally. It is expected that the analysis will serve as a basis for optimizing key design parameters that could significantly influence the sensor performance.     

星间光通信振动对系统性能的影响——直接检测PPM调制方式

星间光通信中振动是影响系统性能的重要因素,即使其中一个卫星的瞄准系统的很小幅度的振动也可以引起整个网络的性能急剧恶化。分析了直接检测脉位调制(PPM)下振动对网络性能的影响。     

星间光通信振动对系统性能的影响--直接检测PPM调制方式

星间光通信中振动是影响系统性能的重要因素，即使其中一个卫星的瞄准系统的很小幅度的振动也可以引起整个网络的性能急剧恶化。分析了直接检测脉位调制（PPM）下振动对网络性能的影响。