主動-半主動混合隔振器設計與切換控制研究.pdf

1、近年來，隨著微納加工與精密測量等技術的發(fā)展，微振動對精密加工精度和測量靈敏度的影響變得十分突出，且具有寬頻帶、微幅值的特點。被動隔振放大低頻振動，自適應性差；半主動隔振低頻抑制效果差；主動隔振功耗大，高頻易失穩(wěn)。為穩(wěn)定可靠地衰減全頻帶微振動，本文結合壓電堆主動隔振低頻特性好和磁流變彈性體半主動隔振中高頻特性好的優(yōu)點提出主動/半主動混合隔振的思想，并通過理論分析、數(shù)值仿真和試驗驗證等方法完成混合隔振器的設計、測試與隔振系統(tǒng)控制策略的綜合，

2、主要工作如下：
　?、倮么怕?Kirchhoff第二定律和 ANSYS有限元分析軟件完成壓電堆/磁流變彈性體混合隔振器機械結構和閉合磁路的設計；搭建壓電堆空載狀態(tài)輸出特性測試系統(tǒng)和約束狀態(tài)輸出特性測試系統(tǒng)與磁流變彈性體隔振器加速度掃頻試驗系統(tǒng)和力學性能測試系統(tǒng)對混合隔振器在不同工作模式下的動力學特性進行測試，并依據(jù)測試結果辨識出其動力學模型的相關參數(shù)。
　?、卺槍?/2精密加工與測量平臺系統(tǒng)進行理論模態(tài)分析，并通過模態(tài)試驗

3、進行驗證，進而確定其主導模態(tài)；針對確定激勵和時變激勵，分別設計主動 PID控制器、模糊控制器和因子可調(diào)的模糊自適應控制器；搭建了簡支梁振動壓電堆主動控制試驗系統(tǒng)，研究了單頻正弦激勵和多頻振動激勵時不同控制算法下簡支梁振動的衰減效果。所設計的主動模糊自適應控制器不依賴于系統(tǒng)復雜的數(shù)學模型，并且對不同幅值和頻率的多種激勵具有自適應性。
　?、坩槍?/4精密加工與測量平臺磁流變彈性體隔振系統(tǒng)，推導出適用于隔振系統(tǒng)的半主動控制條件，首次完

4、成模糊控制和因子可調(diào)的模糊自適應控制等半主動控制算法的設計，并通過MATLAB/Simulink數(shù)值仿真和試驗驗證所設計控制器的振動衰減性能，同時與開關控制進行對比。所設計的半主動模糊自適應控制器不依賴于系統(tǒng)復雜（非線性滯回）的數(shù)學模型，并且對時變復雜激勵具有自適應性。
　　④建立了1/4精密加工與測量平臺混合隔振系統(tǒng)的動力學模型，根據(jù)試驗測試和數(shù)值仿真結果確定主動工作模式、半主動工作模式與被動工作模式間的切換條件；設計出適用于混