【摘要】：環(huán)境振動(dòng)是影響精密設(shè)備制造及測(cè)量精度的關(guān)鍵因素,而主動(dòng)隔振是抑制環(huán)境振動(dòng)的重要手段。為進(jìn)一步提升振動(dòng)抑制能力,本文從精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模、振動(dòng)控制方法、參數(shù)測(cè)量方法及控制器設(shè)計(jì)及其軟件實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面入手,研究了精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)振動(dòng)抑制的關(guān)鍵技術(shù)。首先,本文進(jìn)行了精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模;分析了負(fù)載質(zhì)量對(duì)稱分布(質(zhì)心位于形心)和非對(duì)稱分布(質(zhì)心偏離形心)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的影響;利用模態(tài)理論實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)方程的模態(tài)解耦;提出了基于模態(tài)解耦控制方法的地基振動(dòng)前饋控制和負(fù)載振動(dòng)反饋控制的混合控制策略。其次,針對(duì)精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程中未確定參數(shù),提出了負(fù)載重心、質(zhì)量和慣量的測(cè)量方法,從而確定了質(zhì)量矩陣、剛度矩陣與阻尼矩陣的參數(shù);創(chuàng)建了基于Simulink的精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)仿真模型,并且分別對(duì)負(fù)載重心、質(zhì)量和慣量的測(cè)量進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該測(cè)量方法的有效性。接著,設(shè)計(jì)了精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)的控制器,其中包括位置控制器(位置環(huán))、基于模型的地基振動(dòng)前饋控制器和負(fù)載振動(dòng)反饋控制器(速度環(huán));同時(shí)提出了控制器參數(shù)的整定方法;此外,根據(jù)精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)的定位需求和振動(dòng)抑制需求開發(fā)了控制軟件。最后,搭建了精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)與六自由度振動(dòng)抑制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,位置控制精度滿足精密設(shè)備工作需求;六自由度主動(dòng)振動(dòng)抑制能夠明顯降低精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)振動(dòng)傳遞率,使得負(fù)載平臺(tái)振動(dòng)等級(jí)滿足精密設(shè)備的環(huán)境振動(dòng)要求。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB535
【圖文】：

圖 4-14 精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)上位機(jī)軟件-控制環(huán)路設(shè)置頁面開始MCU核心硬件設(shè)置MCU外設(shè)及板載硬件初始化軟件模塊初始化定時(shí)器初始化及使能背景程序定時(shí)器中斷傳感器模塊測(cè)量系統(tǒng)控制器模塊執(zhí)行器系統(tǒng)診斷模塊執(zhí)行器模塊任務(wù)間通信測(cè)試信號(hào)生成結(jié)束測(cè)試信號(hào)注入串口中斷發(fā)送中斷 接收中斷發(fā)送看門狗 接收看門狗發(fā)送幀數(shù)據(jù) 幀數(shù)據(jù)填充幀完成？幀完成？校驗(yàn)無誤？產(chǎn)生事件關(guān)發(fā)送中斷相應(yīng)服務(wù)其它中斷、事件是否 否否是是圖 4-15 下位機(jī)程序運(yùn)行流程圖

中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 μm 高度，開啟位置環(huán)，保證各方向定位誤差±5μm 之內(nèi)環(huán)，使用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采集伺服速度計(jì)的測(cè)量信息并進(jìn)動(dòng)速度幅值譜；再關(guān)閉所有方向速度環(huán)，再獲取負(fù)載振動(dòng)果：負(fù)載殘余振動(dòng)速度測(cè)試結(jié)果如圖 5-10 所示，該圖縱μm/s）均方根（RMS, Root MeanSquare），橫坐標(biāo)為頻率。臺(tái)面振動(dòng)速度均方根值有明顯下降，幅值基本在 1 μm/s

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 李子龍;高性能主動(dòng)隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李明;基于Stewart平臺(tái)衛(wèi)星主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：2776925