在精密測(cè)量與精密加工等領(lǐng)域,儀器、設(shè)備等自身微幅振動(dòng)的問(wèn)題已經(jīng)擺在了人們的面前,成為技術(shù)進(jìn)步的瓶頸。鑒于很多情況下,這種振動(dòng)并非來(lái)源于設(shè)備自身,因而建立隔振平臺(tái)是一種有效的振動(dòng)抑制手段。本文基于大型空氣彈簧隔振平臺(tái),研制出一種新型的主動(dòng)隔振系統(tǒng),有力地彌補(bǔ)原有被動(dòng)隔振系統(tǒng)的不足,進(jìn)一步提高隔振平臺(tái)的性能。 本文對(duì)隔振平臺(tái)和空氣彈簧組成的六自由度振動(dòng)系統(tǒng)的原理、性能及參數(shù)進(jìn)行了分析。并且分析了被動(dòng)隔振系統(tǒng)的不足之處,同時(shí)對(duì)被動(dòng)隔振系統(tǒng)固有頻率進(jìn)行了理論計(jì)算。 針對(duì)被動(dòng)隔振系統(tǒng)在低頻帶的不足,并且根據(jù)隔振系統(tǒng)的實(shí)際情況,應(yīng)用經(jīng)典的PID控制器設(shè)計(jì)了三自由度主動(dòng)控制算法,并經(jīng)過(guò)仿真分析,大幅度降低了隔振系統(tǒng)在低頻帶的振動(dòng)傳遞率,提高了隔振平臺(tái)的姿態(tài)精度,顯著提高了隔振系統(tǒng)的性能。 針對(duì)隔振系統(tǒng)的特點(diǎn),參考磁懸浮的原理,設(shè)計(jì)了適合主動(dòng)隔振系統(tǒng)應(yīng)用的電磁作動(dòng)器,并設(shè)計(jì)了與之配套的功率放大電路,還對(duì)其他系統(tǒng)必需的硬件進(jìn)行了選型。本文應(yīng)用數(shù)字PID控制算法設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的軟件,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)記錄、參數(shù)調(diào)整以及故障報(bào)警等控制功能。應(yīng)用Simulink動(dòng)態(tài)仿真模塊對(duì)主動(dòng)隔振系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,應(yīng)用主動(dòng)控制模式實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種擾動(dòng)的抑制,提高了隔振系統(tǒng)的綜合性能指標(biāo)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH135
【部分圖文】：

第2章 隔振系統(tǒng)基本參數(shù)與振動(dòng)分析2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析本系統(tǒng)應(yīng)用于哈爾濱工業(yè)大學(xué)超精密光電儀器工程研究所研制的空氣彈簧隔振基礎(chǔ) 3#基礎(chǔ)，系統(tǒng)由主動(dòng)、被動(dòng)隔振系統(tǒng)聯(lián)合控制隔振平臺(tái)的振動(dòng)。2.1.1 隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析隔振平臺(tái)為 T 字型結(jié)構(gòu)，外形尺寸如圖 2-1 所示。以 T 型臺(tái)的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立參考坐標(biāo)系，采用圖 2-1 所示的坐標(biāo)方向。系統(tǒng)彈性支撐應(yīng)用十個(gè)空氣彈簧[31,32,33,34,35]，并且空氣彈簧同時(shí)具有阻尼特性�？諝鈴椈傻牟贾貌捎闷街檬絒36]，彈性連軸節(jié)在支撐平面上分布如圖 2-2 所示。每個(gè)空氣彈簧三個(gè)相互垂直的剛度軸 p、q、r，各自平行于系統(tǒng)參考坐標(biāo)系的 ox、oy、oz 軸，十個(gè)空氣彈簧關(guān)于 xoz、yoz 平面對(duì)稱分布，而支撐平面位于水平重心平面也就是 xo平面上方 0.154m。

圖 2-2 彈性連軸節(jié)在支撐平面分布圖2.1.2 隔振平臺(tái)質(zhì)量特性隔振平臺(tái)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且鋼筋所占比例較大，其質(zhì)的 16%，估算可得到臺(tái)體密度 ρ，進(jìn)而得到臺(tái)體質(zhì)量 m 以及繞Jx、Jy、Jz。臺(tái)體質(zhì)量特性如下：32222.60 /8222285625344239356547xyzt mm kgJ kg mJ kg mJ kg mρ = = = = = 空氣彈簧應(yīng)用株洲時(shí)代的產(chǎn)品，單個(gè)彈簧剛度由檢驗(yàn)報(bào)告確實(shí)驗(yàn)的平均值，其垂向剛度 k＝254.3N/mm，橫向剛度 k＝283.2彈簧的阻尼特性由實(shí)驗(yàn)確定阻尼比，從而計(jì)算出系統(tǒng)阻尼。

圖 4-7 主動(dòng)控制程序主控界面主控界面包括四個(gè)部分：系統(tǒng)功能區(qū)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作功能；參數(shù)設(shè)置區(qū)，可以在線修改控制器的大部分參數(shù)；三自由度廣義位移以及四個(gè)控制輸出的顯示區(qū)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示的功能。4.4.2 數(shù)據(jù)采集及處理軟件流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集及處理環(huán)節(jié)程序流程如圖 4-8 所示。這一環(huán)節(jié)不但實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能，還會(huì)動(dòng)態(tài)顯示隔振平臺(tái)的三自由度廣義位移。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 魯云峰;基于CAN總線空氣彈簧隔振基礎(chǔ)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 周文;磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)傳遞特性的研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2825699