多自由度系统模型在光电吊舱隔振系统设计的应用

为减小振动对光电吊舱成像质量的影响,依据多自由度系统模型理论、隔振理论和实际振动环境设计了小型光电吊舱被动隔振系统,该隔振系统能够合理的配置光电吊舱隔振系统的各阶频率。基于多自由度系统模型理论对隔振系统的各阶固有频率进行配置,指导隔振器的空间布局及相对位置、隔振器的三向刚度及阻尼值和隔震系统支架结构的设计。通过Adams/Vibration模块进行仿真分析,利用振动台对光电吊舱隔振系统进行验证试验,结果显示理论计算、仿真分析和振动试验获得的隔振系统各阶固有频率接近,最大误差不超过10%,且在激振力频率92.5 Hz附近隔振效果明显。外场试飞试验也验证了小型光电吊舱隔振系统的隔振性能。     

基于压电堆与橡胶的主被动一体化隔振器研究

针对临近空间飞行器敏感设备的隔振要求,结合主动振动控制与被动控制方法,提出一种新型压电堆橡胶主被动一体化组合隔振器.对压电堆作动器和橡胶隔振器进行结构设计,建立主被动一体化隔振系统的动力学模型.采用前馈反馈复合控制对二级隔振系统进行主动控制算法设计,基于经典Stewart隔振平台,设计一种新型临近空间飞行器主被动一体化隔振平台.采用Matlab/Simulink联合仿真技术对各种激励信号进行数值仿真分析.仿真结果显示,所设计的隔振器在全频段能够有效隔离源自基础的位移激励,这表明所设计的隔振平台在理论上是有效和可行的,为进一步的实验研究奠定了基础.     

机载高精度光电吊舱无转角隔振设计

分析了隔振器在机载光电吊舱中的作用以及对吊舱精度的影响,重点分析了飞机角振动对光电吊舱成像系统以及精度的影响,提出了一种用于机载高精度光电吊舱无转角隔振的集成化设计方法,并通过三维建模,给出了隔振装置详细设计流程。该装置可以有效隔离由光电吊舱载体引起的20 Hz以上的振动,采用双平行四边形结构设计,使隔振器只能沿X、Y、Z方向平动,而不产生转角,从而消除了隔振器转角位移对光电吊舱测角精度的影响,解决了隔振与精度之间的矛盾。     

机载光电平台隔振系统振动耦合分析

为避免载机线振动耦合为光电平台角振动,减小角振动对成像质量和指向精度的影响,对机载光电平台隔振系统进行了分析与研究。针对以往单自由度振动模型仅能分析线振动衰减,无法分析线振动与角振动耦合的缺点,建立了隔振系统的双自由度振动模型,推导出载机线振动与光电平台角振动间的传递函数,分析了减振器刚度、阻尼参数偏差以及减振器布局不合理对振动耦合的影响,为隔振系统的设计和安装提供理论基础。结合工程实际,提出了减小光电平台隔振系统振动耦合的具体措施。     

橡胶钢丝绳复合隔振器的试验

使用电动振动试验台对新型橡胶钢丝绳复合隔振器的隔振性能进行了试验研究.分析不同隔振质量、激励幅值和橡胶材料对复合隔振器传递率的影响,比较了复合隔振器和钢丝绳隔振器在共振频率时的动态特性曲线.研究表明,随着隔振质量、激励幅值和橡胶阻尼的增加,复合隔振器隔振区的频带变宽,且传递率下降明显.通过与钢丝绳隔振器的动态特性曲线比...     

金属橡胶光电吊舱的减振器设计研究

早期的光电吊舱安装在固定基座上,随着信息情报重要性的提高,光电吊舱安装到了飞机、舰艇、战车等动载体上,但光电吊舱的内、外框架之间采用刚性连接方式,动载体的振动直接传至光电平台上的光学负载,使光学负载侦察精度降低。本文以机载光电吊舱为例,基于振动对成像质量的影响分析,提出了光电吊舱二级减振设计方案,对内框架悬置弹性支撑解耦问题进行了分析,设计了2种新型金属橡胶减振器,有效隔离了有害的振动,使光电平台的稳定精度达到了预期目标,这一研究对信息侦察领域的发展具有重要意义。     

剪叉式准零刚度隔振器的设计及其动力学仿真

针对工程实际中隔离微幅低频振动的难题,设计出一种能够增大负刚度机构介入程度的剪叉式准零刚度(QZS)隔振器。介绍剪叉式隔振器的设计原理,对其进行静力学分析,探索隔振器的力和刚度特性;比较剪叉式和连杆-弹簧式隔振器中负刚度机构弹簧的压缩量和刚度曲线;利用ADAMS仿真验证剪叉式隔振器的QZS特性和隔振效果,并对其隔振性能进行评价。结果表明,剪叉式隔振器的隔振性能优于线性隔振器,能够实现微幅低频振动的隔离。     

天文巡天相机制冷机隔振设计

为了保证天文巡天相机整体性能,减少制冷机振动对主焦面和光学成像的影响,从隔振基本理论出发,利用有限元分析软件对巡天相机动态特性进行仿真分析,根据仿真分析结果与制冷压缩机振动特性,对制冷机隔振器进行相应的设计。比较隔振前后仿真分析结果,并验证其是否满足发射环境,结果表明隔振效果明显且能够满足发射要求。对制冷机隔振器的选择具有重要指导意义。     

变刚度组合机构及其在隔振器设计中的应用

本文介绍了一种新型变刚度组合机构的组成及工作原理,分析了变刚度规律与机构中凸轮廓线的关系,讨论了各种典型变刚度规律的隔振效果,提出了在隔振器设计中应用变刚度组合机构的设计方法,给出了设计实例说明应用这种变刚度机构设计的隔振器,其隔振效果达到了先进隔振器的水平。     

机载稳定框架平台减振特性设计与分析

机载光电系统在对目标进行航空侦察时,为了减少机载振动干扰因素对视轴稳定性和跟踪精度影响,设计合理的隔振系统显得尤为重要。从隔振设计的角度出发,对隔振原理、橡胶减震器设计要点进行了详细说明。振动试验结果表明:橡胶减震器设计合理和性能可靠;光电系统成像质量好、稳定精度高。     

航空光电侦察平台关键技术及其发展

介绍了国内外航空光电侦察平台的技术发展概况,并针对航空光电侦察平台的关键技术问题进行了全面分析与研究.单元优化与系统集成技术:光电侦察平台框架数目的选择、平台框架结构形式的选材、有效载荷的配置和选择、环境适应性设计;提高成像质量的控制技术:惯性稳定控制技术、被动减振与阻尼技术、电子稳像技术;图象跟踪与处理技术;动态检测技术.依据作者的工作体会,论述了航空光电侦察平台的未来发展趋势.     

机载光电侦察平台复合减振设计

为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计.分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振动.采用二维参数优化方法计算出了复合减振系统的最优固有频率比fopt为1.43,最优阻尼比ζopt为0...     

阻尼对高速凸轮机构动力学的影响分析

建立了考虑阻尼因素的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,以正弦加速度运动规律方程为激振函数,推导出了从动件系统主振段和余振段的位移和加速度动态响应方程并绘制出了动态响应变化曲线,得出了不同阻尼比和周期比对主振段和余振段的动态响应,从而为高速凸轮机构的合理设计提供了一定的理论依据。     

A study on vibration of Stewart platform-based machine tool table

In this paper, an analytical study on the vibrations of a parallel manipulator is addressed. In the vibration equation of the moving platform, the damping and stiffness of the pods are taken into account. The eigenvalue problem of the moving platform is solved to obtain the natural frequencies. Considering the role of different factors effective on the mass and stiffness matrices of the platform, natural frequencies for different configurations are investigated. The results obtained by analytical approach are further verified through FEM simulation. The effect of variation in position and orientation of the moving platform on the change in stiffness of its supporting chain, inertia tensor and natural frequencies and mode shapes of the platform as well as the effects of different payloads are studied. The vibration of the platform in different configurations is studied in different cutting conditions. The ranges of resonance frequencies and vibration amplitudes are then investigated. Finally, proper configurations of the moving platform are determined to avoid dynamic instability in different machining conditions. It also will be illustrated in this paper that some specific features embodied in the mechanism are appropriate for high-speed milling.     

Fast drive of displacement magnification mechanism with flexure hinge using loading type impact damper

A displacement magnification mechanism which uses flexure motion guide using elastic hinges can realize smooth frictionless motion but has poor vibration damping capability. An impact damper is a damping mechanism which uses collision energy to dissipate vibration energy. If the damper is used for vibration control of the flexure mechanism, it may be able to dissipate unexpected vibration without killing the merits of the flexure mechanism. In the paper, a loading type impact damper is applied to settle down transient vibration of a displacement magnification mechanism. We investigate differences of damping effect by setting conditions of the damper. It is shown that the impact damper can eliminate residual vibration at step response effectively without steady state error. The experimental displacement magnification mechanism with impact damper can settle down less than 1/5 of the response without the damper under appropriate setting conditions. Influence of natural frequency ratio between damper and displacement magnification mechanism is investigated. Influences of indentation at impact point are also examined.     

油气两相动压密封自振稳定性流固热耦合分析

考虑热与变形对油气两相动压密封自振稳定性的影响,建立基于油气两相动压密封自振稳定性数学模型,采用流固热耦合有限元方法,研究油气比、转速、压差和O形圈阻尼等参数对油气两相动压密封受干扰后的轴向、角向自振稳定性能的影响。结果表明:转速较低时轴向自振稳定性较好而角向自振稳定性较差,转速高时两者相反,O形圈阻尼较低时轴向自振稳定性较差而角向自振稳定性较好,O形圈阻尼高时两者相反,因此在极端转速和取极端O形圈阻尼的情况下轴向或角向临界频率较小,不利于油气两相动压密封自振稳定;压差越大轴向临界频率越大,轴向自振稳定性越好,但角向临界频率越小,角向自振稳定性越差;随着两相介质油气比的增大,轴向临界频率减小而轴向临界质量增大,油气比在0.1～0.15时临界频率、质量以及转动惯量较大,密封综合自振稳定性能较好。     

一种新型3自由度并联机构的奇异性分析

研究一种新型空间3自由度并联机构(HANA)的奇异性。该机构由定平台、动平台和三个联接支链组成，其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度。其结构主要特点是只采用了单自由度的运动副。构型优势主要是转动自由度灵活度高。详细分析了该机构的三类奇异形位，为以后关于该机构的工作空间和转动能力分析以及控制提供基础，特别是基于合理设计的工作空间内无奇异特性将保证该机构拥有很高的转动能力。该机构不仅可以应用在并联机床的设计中，还可以广泛地应用在工业机器人、飞行模拟器和微型机器人等领域。     

风载荷作用下工程索道的动态响应分析

建立了索道在横向风载荷下的有限元模型,对其进行了动态响应分析,对比研究了在不同刚度阻尼系数的情况下吊篮的振荡特性。仿真结果表明,风载荷影响下刚度阻尼系数口对吊篮振动角度和位移的影响较大。     

U型高空作业平台的动力学分析

通过时U型高空作业平台的动态特性的研究,验证U型高空作业平台的结构设计的合理性.采用subspace模态提取法对U型高空作业平台进行模态分析,得到了U型高空作业平台的前六阶固有频率和振型:应用Full(完全法)对结构进行谐响应分析与瞬态动力学分析,得到U型高空作业平台危险节点的激振频率和位移响应最大值.通过对结构动力学...     

重力对星载傅里叶光谱仪动镜系统的影响

分析了太空失重对星载傅里叶光谱仪动镜系统的影响。针对动镜系统受重力影响的两个关键因素,提出了解决措施,并设计了实验室验证方法。考虑空间和地面重力环境的不同,分析了动镜未被驱动时重力对初始定位的影响和动镜被驱动后重力对运动机构回复力矩的影响。设计了精密初始机械限位使动镜从固定起始点开始运动控制,并且采用闭环PID控制与在轨可调整期望运动规律相结合的控制方法来校正动镜机构等效扭转刚度的变化。最后,提出了将整个动镜机构倒置的方式进行地面验证,并设计了动镜正、负位移不对称性偏差以及匀速区速度波动的性能测量方法。实验结果表明,正置和倒置时动镜正、负位移的不对称性偏差可以控制在6μm以内,其匀速区的速度波动均方根值分别为1.4%和1.1%。实验显示提出的解决方法简单可靠,性能指标满足傅里叶光谱仪的要求,为动镜系统的空间应用提供了技术途径。