压电双杆隔振平台的振动建模和控制仿真.pdf

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1、压电双杆隔振平台的振动建模和控制仿真123周冉辉，贾地，吴激（1.海军装备部，北京100841；2.海军装备研究院，北京100073；3.中国船舶重工集团第七〇四研究所，上海200031）摘要：针对微振动控制提出一种主被动混合隔振平台，主被动混合隔振平台主要由梁、杆、刚体质量和弹簧等构成，采用机械导纳和子结构弹性连接综合法进行主被动隔振平台的动力学建模，分别获得干扰力和主动控制力到受控端目标点的频响函数，并和有限元法的计算结果进行对比，验证动力学模型。通过有限元方法，计算得到主被动混合隔振平台的固有频率和振型。在此基

2、础上，采用滤波自适应算法Fx-LMS，分别控制由干扰力引起的平台平动、转动以及平动和转动的耦合。建模分析揭示了主被动隔振平台的振动传递机理与规律，控制仿真表明压电双杆隔振平台具有良好的隔振性能。关键词：主被动隔振；耦合系统；子结构导纳法；Fx-LMS中图分类号：TH212，TH213.3文献标志码：ADOI：10.16443/j.cnki.31-1420.2016.06.003ModelingandAnalysisofaPiezoelectricD-strut-platformforVibrationIsolatio

3、n123ZHOURan-hui,JIADi,WUJi(1.NavyArmamentDepartmentOfPLA,Beijing100841,China;2.NavyEquipmentResearchInstitute,Beijing100073,China;3.No.704ResearchInstitute,CSIC,Shanghai200031,China)Abstract:Apassive/activehybridvibrationisolationplatformformicro-vibrationcontr

4、olisproposed.Itismainlycomposedofbeams,rods,rigidmassesandsprings.Thevibrationmodelofthisplatformisestablishedwiththemechanicalmobilityandsubstructuresynthesismethodandverifiedbyfiniteelementmethod,whichisalsousedtocomputethenaturalfrequenciesandmodeshapesofthe

5、platform.Withtheverifiedmodel,thefrequencyresponsefunctionsbetweenthetargetpointandthedisturbanceforceaswellastheactivecontrolforcearecomputedrespectively,andtheFilteredx-LMSalgorithmisusedtocontrolthetranslationalandrotationalvibrationoftheplatformexcitedbythe

6、disturbanceforce.Themechanismofvibrationtransmissionandtheperformanceofthehybridvibrationisolationplatformarerevealedanddemonstratedbynumericalsimulation.Keywords:hybridvibrationisolationplatform;coupledsystem;substructuremobilityapproach;Fx-LMS0引言赫兹，其中几赫兹到几百赫兹

7、范围振动能量较大，不微振动是影响遥感卫星指向精度和成像质量等性易衰减。微振动由于振幅小，在机械结构中的传播机能的主要因素，它的主要特点是幅值小、频带宽、控理复杂，使依赖于摩擦耗能的减振方法性能下降，而[1]制难。微振动位移一般在微米量级，甚至更小，但是且微振动测量易受环境噪声影响，对姿态控制系统提其危害却十分显著。微振动的频率范围从极低到数千出挑战，使控制设计复杂化。作者简介：周冉辉（1978—），男，工程师。研究方向：舰艇总体技术。11机电设备2016/6AcademicResearch技术交流主被动混合隔振在低频

8、与高频都具有较好的隔振平台被动隔振取决于弹性连接的刚度和阻尼，平效果，是微振动控制的一个有效措施。本文研究的双杆台主动控制取决于压电棒输出力和控制算法。整体结隔振平台是一种主被动结构。在隔振平台中，双杆起到构比较紧凑，重量轻，适用于小型振源的隔振。主动控制的作用，同时又和弹性结构连接，构成主被动隔振系统。迄今为止，有关双杆隔振系统的建模和控制2