台式主动隔振控制系统设计与实现

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1、分类号学号M201270421学校代码10487密级硕士学位论文台式主动隔振控制系统设计与实现学位申请人：左亚学科专业：机械电子工程指导教师：陈学东教授答辩日期：2015年05月13日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandImplementationofControlinActiveVibrationIsolationPlatformCandidate：ZuoYaMajor：MechatronicEngineer

2、ingSupervisor：ProfessorChenXuedongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者

3、完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要低频振动一直都是影响精密光学仪器或设备精度和性能的关键因素。随着精密仪器、设备的测量精度不断提高，对于精密主动隔振系统的要求也越来越高。本文依托于

4、国家重大专项，针对扫描电镜、扫描探针显微镜等精密光学仪器的工作环境，设计对于1-30Hz的低频振动具有良好隔振效果的台式主动隔振系统的控制器，相比于传统的反馈主动隔振系统，台式主动隔振系统添加的前馈控制项可以很好地解决负载振动与地基振动之间共振高峰无法消除的现象。首先，本文分析控制系统的隔振需求，参考现有的隔振产品，提出了控制系统的设计要求，论述了台式隔振系统整机的机械机构、系统部件的特点；在此基础上提出了控制系统的方案并对控制方案中的模块进行了分析，完成了整个隔振系统的设计。其次，完成了台式主动隔振系统控制器的硬件设计。其中，包括了低频扩展电路、模数转换电路、

5、数模转换电路、通信接口电路、基于DSP+CPLD架构的主控电路以及驱动电路。低频扩展电路和驱动电路进行了仿真与实验的验证，主控电路中除了硬件电路的设计之外，还包括控制算法与诊断功能的实现。最后，搭建了实验平台，设计并完成了主动隔振系统的诊断功能测试与传递率实验，主动隔振带宽在1-100Hz，被动共振峰处的传递率降低了29dB。关键词：台式主动隔振控制器硬件设计隔振实验I华中科技大学硕士学位论文AbstractLowfrequencyvibrationisakeyfactorwhichaffectstheaccuracyandperformanceofprecis

6、ionopticalinstrumentsorequipment.Withthecontinuousimprovementinthemeasuringaccuracyofprecisioninstrumentsorequipment,thedemandsfortheprecisionactivevibrationisolationsystemarealsoincreasing.Basedonthenationalmajorprojects,inviewoftheworkingenvironmentofthescanningelectronmicroscopes,

7、scanningprobemicroscopesandotherprecisionopticalinstruments,thisthesisdesignsacontrollerofactivevibrationisolationplatformthathasgoodvibrationisolationeffectfor1-30Hzlowfrequencyvibration.Comparedtoconventionalactivefeedbacksystems,theextraordinaryplatformcansolvetheproblemthatstruct

8、uralresonanc