高科技廠房微振動混合控制的算法研究.pdf

1、本學位論文來源于國家自然科學基金項目：城市軌道交通激勵下高精密設備平臺微振動混合控制(項目批準號：50578058)，對一個高精密設備隔振平臺混合控制的算法進行了理論與仿真研究。
　　20世紀中后期開始，高新技術的發(fā)展日新月異，微機電系統(tǒng)(MEMS)技術就是其中之一，并迅速發(fā)展為一個新興的科學技術領域。作為一個微系統(tǒng)，其在制造、測量的過程中，需要一個非常穩(wěn)定的高精密設備隔振平臺。高精密設備隔振平臺需要隔離的環(huán)境干擾是復雜的，不僅要

2、求隔離如大地脈動、機器運轉、車輛行駛、人員走動等引起的地面振動，還要求對空調氣流、聲音、馬達等引起的作用于平臺的振動能夠有效控制。高精密設備平臺隔振系統(tǒng)的設計需要考慮的振動頻率范圍為0~100Hz，屬于低頻范圍內的隔振，僅有被動控制已不能滿足這一要求，加入主動控制的混合控制才能滿足高精密設備隔離高頻干擾和低頻干擾的要求。
　　本文開展以下研究工作：
　　1)本文首先根據(jù)文獻資料建立了三層廠房內的高精密設備密隔振平臺的動力學模

3、型，對平臺受力分析寫出了簡化的動力學方程，并給出了各參數(shù)的初始取值，為了考慮方便，所有的情況均僅涉及到Z方向，外部激勵考慮了地面干擾及作用于平臺上的直接干擾,并在分析中利用了干擾噪聲。
　　2)根據(jù)所建立的動力學方程，利用MATLAB軟件對高精密隔振平臺展開控制分析。本文用了現(xiàn)代控制理論中的2種控制算法，首先利用了最為經典的LQG控制，對隔振平臺進行了振動控制并考察了其控制前后的位移及速度曲線；另外用了H∞魯棒控制的方法重復了上述

4、LQG控制的過程，同樣得到了控制結論。
　　3)針對以上2種控制方法，首先比較2者分別對隔振平臺微振動控制的優(yōu)劣，在此基礎上，同時改變某個參數(shù)，分別利用2種方法進行控制，看控制效果的波動；另外，再同時改變多個參數(shù)，比較2種控制方法的控制效果。
　　高精密設備隔振平臺的防微振系統(tǒng)需要控制方法對低頻的抑制能力強，針對這個要求，本文分別利用LQG控制跟H∞魯棒控制對其進行控制，這兩種控制方法由于實際的干擾信號精度以及高精密平臺的參