资源描述:
《基于压电堆与橡胶主被动一体化隔振器设计研究.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于压电堆与橡胶主被动一体化隔振器设计研究李雨时1,周军1,钟鸣2,陈照波2,焦映厚2(1.西北工业大学航天学院,西安720129;2.哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001)摘要:针对临近空间飞行器敏感设备的隔振要求,提出了一种压电堆橡胶组合隔振器。对压电堆作动器和橡胶隔振器进行设计,建立了主被动一体化隔振系统的动力学模型。运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,应用于经典Stewart平台,并基于Simulink对各种激励信号进行了数值仿真分析。仿真结果显示,所设计的隔振器能够有效地隔离源自基础的位移激励,证明了所研究的隔振方法在理论上是有效的和可行的,从而
2、为进一步的实验研究奠定了基础。关键词:主被动一体化隔振;前馈反馈控制;压电堆;橡胶隔振器;Stewart隔振平台中图分类号:TH113.1,O328,TM282文献标识码:AResearchonActiveandPassive Integrationof VibrationIsolatorBasedonPiezoelectric-rubberLIYu-shi1,ZHOUJun1,ZHONGMing2,CHENZhao-bo2,JIAOYing-hou2(1.SchoolofAstronautic,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an7201
3、29,China;2.SchoolofMechatronicsEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Anovelpiezoelectric-rubbercombinationvibrationisolatorisproposedtomeetthevibrationisolationneedsofprecisioninstrumentsofnearspacevehicle.Thedynamicsmodelofactiveandpassiveintegrationofvibrationisol
4、ationsystemisestablishedbydesigningpiezoelectricstackactuatorandtherubberisolation.Thefeedforwardandfeedbackcombinationcontrolareappliedtodesigntheactivecontrolalgorithmtothedouble-layervibrationisolationsystem.Moreover,itisusedintheclassicStewartplatformandthenumericalsimulationanalysishasdonef
5、orthedifferentactuatingsignalbasedonSimulink.Itsresultsshowthatthevibrationisolatorcanbeeffectivelyisolatedthedisplacementexcitationfromtheground,andthestudyoftheisolationmethodintheoryisprovedaseffectiveandfeasible,whichisthefoundationforfurtherexperimentalstudies.Keywords:activeandpassivecombi
6、nationvibrationisolation,feedforwardandfeedbackcontrol,piezoelectricstack,rubberisolator,Stewartisolationplatform随着临近空间飞行器的作战指标日益提高,其飞行环境更加恶劣。在飞行状态下,飞行器外表与高速气流摩擦产生的高温,导致飞机壁板表面发生气/热变形,从而产生振动[1]。如果不采用隔振措施,导航制导等敏感仪器将受到不规则载荷影响,导致其精度降低甚至发生破坏。基金项目:国家自然科学基金项目(11172075)隔振通常分为被动隔振、主动隔振和由两者共同作用的主被动一体化隔振。被
7、动隔振是在振源与被隔振设备之间加入弹性元件、阻尼元件、惯性元件或它们的组合所构成的子系统。被动隔振器结构简单、易于实现、经济性好、可靠性高,对高频隔振效果好,但适应性较差。主动隔振则是在被动隔振的基础上,并联能产生满足一定要求的作动器,或用作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件,达到隔振的目的,特别适用于超低频隔振和高精度隔振[2-4]。一体化隔振技术也是当今研究的热点,不同的被动结构与不同的主动控制结合形成了种类众多的一体化隔振系统。其中,空