基于Stewart平台微振动主动控制分析与实验

以压电棒为主动元件构建立方体Stewart隔振平台,采用基于DSP的数字控制系统和Fx-LMS自适应算法进行振动控制。对输入输出通道辨识方法和主动控制模块进行测试,并给出隔振平台隔振效果验证。实验结果表明,对于10 Hz~100 Hz范围内的单频干扰,可实现24 d B以上抑制效果,对于双频干扰,也具有良好的控制效果。     

基于Stewart平台的空间光学仪器主动隔振系统研究

随着空间光学仪器的精度不断提高,对航天器产生的振动干扰变得更加敏感,必须对其进行振动控制。以压电陶瓷杆作为激励器,采用立方Stewart平台的结构形式对六自由度主动隔振系统进行研究,分别以被动、单层主动和双层复合反馈控制分别对单杆建立动力学模型,并且对六自由度系统进行系统级建模分析。分析结果表明,采用双层前馈和反馈复合控制的策略系统隔振性能较好,有效隔振频段范围更大。     

基于Stewart平台的空间挠性体振动复合控制

针对在空间大型挠性体表面布置压电驱动器控制挠性振动时,存在驱动力不足、驱动器安装困难等问题,提出一种在空间挠性体根部安装Stewart平台来控制挠性振动的方法。同时考虑Stewart平台动力学模型和空间挠性体动力学模型的不确定性,建立以Stewart平台跟踪误差和挠性体模态位移为状态量的复合动力学模型。利用LQR(linear quadratic regulator)控制方法设计复合动力学模型的控制律,获得Stewart平台的期望位姿,然后设计Stewart平台运动的滑模控制器,以跟踪期望位姿,实现对挠性体的振动控制。对大型挠性太阳阵进行复合控制仿真研究。结果表明,所采用的基于Stewart平台的空间挠性体振动复合控制方法能够有效抑制太阳阵的挠性振动。     

光电吊舱无角位移被动减振系统研究

根据某型光电吊舱无角位移减振的需求,利用分级减振的设想,设计了一组内外框架减振器,计算了减振器刚度、阻尼系数范围,并对减振器进行了合理的布局,建立了减振系统的Solidworks三维模型,在ADAMS中进行了振动仿真分析,得出单方向输入时系统的幅频响应曲线,并对系统参数进行了优化,确定了减振器的刚度、阻尼系数的最优值,结果表明,该系统实现了三向相等刚度,解除了系统三个方向的线振动耦合,保证了荷载基准与底座基准振动状态下无相对角位移。     

基于ADAMS与SIMULINK的Stewart主动振动控制平台联合仿真

提出一种新的Stewart并联平台几何构型,通过Kane方法建立其动力学方程。在ADAMS仿真软件中建立其虚拟样机模型,并经过试验验证了该模型的准确性。在MATLAB/SIMULINK中搭建控制系统模型,从而实现联合仿真,得到控制前后载荷的加速度响应曲线。仿真结果表明该Stewart主动控制平台可以对振动进行有效的抑制。研究成果对于Stewart并联平台的结构设计以及实际的物理样机的制造具有理论指导意义,并为调试合理的控制算法提供便利的方法。     

基于加速度各向同性的空间光学仪器主动隔振Stewart平台设计

为保证高精度空间光学仪器的仪器精度,采用主动隔振Stewart平台作为多维振动隔离系统。基于加速度各向同性定义,考虑负载的质量几何特性,推导了加速度各向同性的解析数学表达式,揭示了各向同性、机构结构以及负载特性之间的联系,给出了柔顺中心的数学表达式以及各向同性Stewart平台的特征不变量。为降低系统非线性及耦合影响,提出以运动正交、加速度各向同性为指标的主动隔振Stewart平台设计,建立了生成一类加速度各向同性隔振Stewart平台的设计方法     

基于图像测量的Stewart平台双阶控制技术

Stewart平台具有六自由度运动特性,既可用于隔振,也可用作跟踪平台。但是隔振功能要求系统带宽低,而跟踪功能则要求系统带宽高,二者的矛盾使得使用具有隔振功能的Stewart平台很难实现高精度跟踪。为了解决这一技术问题,引入高带宽的倾斜校正系统,构成双阶控制结构,以提高精度。传统的双阶控制需设计解耦环节,需要独立的测量传感器实现分级控制。本文提出了一种基于单传感器的控制方法,对传统的双阶结构进行改进,避免解耦环节,实现对Stewart-TTM高精度稳定闭环。为了进一步提高系统在带宽内的跟踪精度,设计PI-PI控制器经理论分析以及实验验证：基于单传感器测量的Stewart的双阶控制结构既能够满足隔振要求,又能够实现高精度跟踪控制。     

柴油机隔振系统抗冲性能研究

建立柴油机隔振系统虚拟平台模型。对系统进行模态分析,并按国军标GJB要求模拟系统横摇摆情况,分析受冲击时系统的响应。仿真结果表明,针对稳态情况设计的隔振装置具有一定的冲击隔离能力。     

浮筏隔振系统各主要参数对系统隔振性能的影响

本文运用有限元超单元降阶模型对浮筏隔振系统进行建模,通过分析计算探讨了（１）浮筏中间筏架的持呈（尤其是质量比较小时）;（２）浮筏中间筏架的刚度（尤其是筏架刚度较小时）;（３）浮筏中间筏架的结构阻尼和装置中的阻尼器的阻尼;它们对整个浮筏隔振性能的影响,从中得出一些有益的结论。     

机载雷达多维隔振平台失效状态隔振性能分析

通过分析某型号机载雷达的使用要求,设计出一种应用于该型雷达的基于并联机构具有冗余保护能力的多维被动隔振平台;介绍了隔振平台的原理设计,并且通过螺旋理论和修正Kutzbach-Grubler公式证明隔振平台的多自由度运动能力;基于冗余保护对隔振平台潜在的最可能发生的失效形式进行隔振分析和隔振仿真,通过仿真手段证明隔振平台在考虑到的失效情况下能够继续保护雷达不失去工作能力,提高了雷达的生存能力。     

船舶齿轮箱硬弹性隔振技术研究

船舶齿轮箱是中高速柴油机主推进系统的重要组成设备,随着柴油机隔振性能不断提升,齿轮箱的振动源不断突出,已成为影响船舶声学性能的重要振源,迫切需要突破齿轮箱隔振技术,对齿轮箱采取与柴油机一致的振动控制措施。论文以带齿轮箱的某双机并车柴油机推进系统进行隔振设计研究,设计硬弹性隔振器实现齿轮箱的振动控制,用有限元方法对隔振装置进行模态分析,通过试验验证预期的隔振效果。     

《割草机电机隔振垫的优化设计》

对一款家用割草机的动态及噪声特性进行了测试分析,并利用有限元法和边界元法建立割草机的结构振动和声学模型。针对电机的不平衡引起的割草机机壳振动的辐射噪声这一主要噪声源,采用隔振垫隔离电机振动的方法,提出以隔振垫的刚度和阻尼为优化设计变量,机壳各点平均法向位移响应为目标函数,对隔振垫进行优化。对优化后的结果进行噪声分析,噪声明显下降。     

双层浮筏隔振系统筏体结构与隔振特性的研究

双层浮筏隔振系统中,筏体结构对隔振效果的影响重大.针对不同的筏体结构, 在MSC/PATRAN中建立浮筏的有限元模型,并且分析其固有振动特性、隔振效果,为隔振设计提供参考.     

船舶浮筏隔振系统冲击响应的时域计算

舰艇特别是潜艇在战斗条件下的主要威胁来自水中非接触性爆炸,选用抗冲击性能好的设备和对设备采取冲击防护措施可以保证艇上设备的安全性,即这些措施可以限制冲击作用时设备与基座之间的最大相对位移以及设备的最大加速度,使用隔振装置就是一种较好的冲击防护措施.因此在隔振装置的设计阶段必须对其抗冲击性能进行校核,从而保证隔振装置的抗冲击性能.各种有限元分析软件例如MSC.NASTRAN软件可以应用于隔振装置的抗冲击性能校核.应用MSC.NASTRAN软件及其前后处理模块MSC.PATRAN对旅游船上柴油发电机组浮筏隔振装置进行有限元建模和分析,首先对筏体和浮筏隔振系统模型进行理论模态分析和计算,且计算结果和试验结果吻合较好;接着对浮筏隔振系统模型进行瞬态响应分析,从而考核该装置的抗冲击能力.以旅游船浮筏隔振装置为分析对象的目的在于探讨舰艇浮筏隔振装置抗冲击性能校核的时域计算方法,分析计算方法可用于舰艇隔振抗冲装置抗冲击性能的分析计算.     

舰船隔振系统设计参数对辐射噪声影响关系的研究

针对舰船隔振系统的主要动力学设计参数,以水下辐射噪声为考察目标,设计不同系统动力学参数组合下的结构模型水下试验,考察参数变化对结构与水下辐射噪声的影响。试验结果显示有工程价值的规律,对隔振装置的结构动力学设计具有应用价值。     

基于Stewart平台的大柔性空间桁架结构振动控制

针对大柔性空间桁架结构的振动主动控制问题,提出一种根部测控一体化方案,即采用CCD相机在桁架根部对桁架振动进行非接触式测量和采用Stewart六杆并联平台固连在柔性桁架根部作为主动设备进行振动控制。采用ADC自适应控制算法,并基于dSPACE实时仿真系统,搭建了振动控制实验平台。文中使用音圈电机激振器分别作为外扰和内扰,激发柔性桁架的低阶模态,通过视觉测量系统测得振动信号,采用Stewart平台在桁架根部对振动进行抑制。低频外扰谐振实验,桁架振动振幅衰减87.7%;低频内扰谐振实验,桁架振动振幅衰减91.8%。实验结果证明文中提出的桁架振动根部测控一体化方案的有效性,尤其适用于空间可展开结构的振动控制。     

基于功率流的隔振控制研究

针对工程中弹性基础引起动力设备的振动和噪声控制问题，建立了多支承弹性隔振系统的动力学模型，推导了机器、隔振器和弹性基础之间的动态传递方程，以能量传输观点来评价系统隔振效果，揭示机组、隔振器刚度，以及基础刚度等的不同参数对功率流的影响，为工业设计时参数的选择提供参考。     

两种浮筏隔振方案的比较分析

船舶的推进装置的振动噪声控制一直是国内外研究者关注的重要课题.采用浮筏技术是解决这一问题的有效措施之一.针对推进装置的隔振要求,提出了两种浮筏隔振系统,并随后通过建立有限元模型,对自振频率、冲击响应、受迫振动以及噪声传递等振动特性进行了分析比较,最后得出结论.论文结果有助于同类型船舶的推进装置选择一个合适的隔振系统.     

大型浮筏隔振系统筏架耦合振动研究

大型浮筏隔振系统中的筏架(中间质量)是隔振系统振动传递控制的一个重要环节,使筏架前几阶模态频率避开隔振系统的低频特征频率是提高隔振系统低频隔振效果的关键。以大型隔振系统为研究对象,着重分析大型隔振系统筏架的上、下层支承边界特性对其前几阶模态振型和频率的影响,为提高大型隔振系统的低频隔振效果提供参考。     

海洋平台甲板及舱壁结构减隔振特性研究

对某海洋平台的甲板及舱壁结构减隔振特性进行研究,考虑包括改变甲板及舱壁的型材参数、布置方式、应用阻振质量及自由阻尼层等抑制结构振动的设计方法.以被减隔振结构上振动测点的平均振级为评价指标,研究甲板及舱壁结构的不同设计对结构减隔振性能的影响规律.结果表明:提高被考核甲板减隔振效果的技术途径为将甲板上的部分加强筋改为强梁或...