基于靜壓氣浮與音圈電機(jī)復(fù)合支承的主動(dòng)隔振系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)、微電子技術(shù)以及精密與超精密加工與測(cè)量等學(xué)科的逐步發(fā)展，對(duì)于所需產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，對(duì)儀器的抗振性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高。大型超精密制造設(shè)備、高精度測(cè)試測(cè)量設(shè)備、大型精密實(shí)驗(yàn)裝備等等都建立在隔振基座之上，而氣浮隔振平臺(tái)具有很好的隔振效果，因此氣浮平臺(tái)的隔振技術(shù)是當(dāng)前研究的一項(xiàng)關(guān)鍵課題。傳統(tǒng)的被動(dòng)隔振只能依靠臺(tái)體自身的隔振效果來(lái)抑制噪聲，對(duì)于一些要求臺(tái)體振動(dòng)速度更小、固有頻率更低的精密實(shí)驗(yàn)不能滿足要求，因此在此引入了

2、主動(dòng)隔振技術(shù)。本課題便設(shè)計(jì)了一種采用音圈電機(jī)作為主動(dòng)作動(dòng)器的主動(dòng)控制方法，實(shí)現(xiàn)隔振系統(tǒng)的低振動(dòng)速度和低固有頻率。課題的主要研究?jī)?nèi)容如下，
　　首先根據(jù)隔振系統(tǒng)的功能要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的主動(dòng)隔振單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并針對(duì)所設(shè)計(jì)的靜壓氣浮結(jié)構(gòu)中氣室的氣壓、體積和承載面積等物理因素對(duì)系統(tǒng)的剛度和阻尼等系數(shù)進(jìn)行公式推導(dǎo)，建立其物理模型。建立六自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并推導(dǎo)分析，得出音圈電機(jī)對(duì)隔振平臺(tái)各位置傳感器的影響。
　　其次，建立主動(dòng)隔振系統(tǒng)模

3、型，設(shè)計(jì)并分析了靜壓氣浮初步定位、精確定位以及主動(dòng)控制三方面的控制策略，并著重對(duì)隔振的主動(dòng)控制方法進(jìn)行研究與研究。最后本隔振系統(tǒng)采用隔振性能最佳的復(fù)合反饋PID控制。
　　再次，根據(jù)復(fù)合控制方法，設(shè)計(jì)一種低頻高增益線性放大器，利用數(shù)據(jù)采集模塊采集振動(dòng)信號(hào)，根據(jù)所編寫控制程序計(jì)算輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)，抑制振動(dòng)信號(hào)。
　　最后，對(duì)主動(dòng)控制隔振平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。對(duì)所設(shè)計(jì)振動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行頻響測(cè)量實(shí)驗(yàn)，在輸入與輸出信號(hào)之間具有優(yōu)良