基于压电作动器的空间单轴主动隔振研究.pdf

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1、第33卷2016年第5期上海AER()SPACE航天SHANGHA129文章编号：1006—1630(2016)05一0029一07基于压电作动器的空间单轴主动隔振研究邱炜1，朱庆华奠3，李结冻!一，施桂国2、3(1．浙江大学控制科学与工程学院．浙江杭州310027；2．上海市空间智能控制技术重点实验室，上海2011093．上海航天控制技术研究所．上海201109)摘要：对六自由度空间Stewart隔振平台中基于压电作动器的单轴主动隔振进行了研究。提出了三类标准以衡量隔振性能．其中：第1类为载荷端与扰动端同量纲振动量比；第Ⅱ类为隔振后载荷端的受力与隔振前固连时载荷受力比

2、；第Ⅲ类为隔振前后振动量的衰减状况。给出了压电作动器的基本方程．并根据实际进行了数值修正。建立了线性化的压电作动器单轴隔振系统．采用作动器的运动总与扰动端振动分量互补的主动隔振策略。讨论了速度反馈控制、力反馈控制与代数环引入．以及质量对隔振性能的影响。提出了隔振方向和隔振代价的概念。仿真结果表明速度反馈和力反馈均能获得较好的隔振效果。理论分析了隔振方向对隔振性能和隔振代价的影响。研究为空间Stewart隔振平台设计提供了理论支持。关键词：六自由度空间Stewart隔振平台；单轴主动隔振；压电作动器；隔振性能；衡量标准；速度反馈控制；力反馈控制；隔振方向；隔振代价中图分类

3、号：V414．33文献标志码：ADoI：10．19328几cnki．1006—1630．2016．05．005SpaceborneSingleAxisActiVeVibrationIsolationBasedonPiezoelectricActuatorQIUWeil，ZHUQing—hua2·3，LIJie—don92·3，SHIGui—gu02'3(1．CollegeofControlScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Zhejiang，China；2．ShanghaiKeyLaborato

4、ryofAerospaceIntelligentControlTechnology，Shanghai20l109，China；3．ShanghaiInstituteofSpaceflightContr01Technology．Shanghai201109，China)Abstract：ThesingleaxisactivevibrationisolationonthespacebornStewartvibrationisolationplatformwithsixdegreeoffreedomwasstudiedbasedonpiezoelectricactuat。ri

5、nthispaper．Threekindsofmeasurementstandardswereputtoevaluateisolationperformance．Amongthose，thefirstonewasratioofvibrationquantitiesatthepayloadendtodisturbanceendwiththesamedimension．andthesecondonewasratioofforceatthepayloadendafterisolationtoforcewhilebeingmountedbeforeisolation，aswel

6、lasthethirdonewasattenuationofvibrationquantitybeforeandafterisoIation．Thegeneralequationofpiezoelectricactuatorwasgivenandwasmodifiedaccordingtotherealsituation．Thelinearizationsingleaxisvibrationisolationsystembasedonpiezoelectricactuatorwasestablished．Theactivevibrationis01ationstrate

7、gywasadoptedinwhichtheactuatormotionwasalwaysmatchedthevibrationatdisturbanceend．Thevelocityfeedbackcontr01．forcefeedbackc。ntr01andalgebraic100p1eadingin，andeffectsofmassontheisolationperformancewerediscussed．Theconceptofreductiondirectionandreductioncostwereputforward．Th