壓電堆—橡膠組合隔振器及其在主動(dòng)隔振中的應(yīng)用研究.pdf

1、精密敏感儀器設(shè)備是航天器正常工作的重要保證，它們?cè)诎l(fā)射和在軌運(yùn)行過(guò)程中要經(jīng)歷復(fù)雜、惡劣的振動(dòng)環(huán)境。為了改善其力學(xué)環(huán)境，提高工作的精度和可靠性，必須對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)控制。單純采用被動(dòng)隔振方法已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，為此，針對(duì)敏感儀器精密隔振的要求，提出了一種主被動(dòng)一體的組合隔振方案。其中，組合隔振器主動(dòng)元件采用了壓電堆作動(dòng)器，被動(dòng)隔振部分采用了一種襯套式的橡膠隔振器。仿真研究結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的組合隔振系統(tǒng)在各個(gè)頻段對(duì)不同的激勵(lì)信號(hào)輸入都有較好的隔

2、振效果。
　　從壓電材料的一維壓電方程出發(fā)，推導(dǎo)出了壓電陶瓷片以及壓電堆的作動(dòng)方程。在此基礎(chǔ)上完成了組合隔振器中壓電堆作動(dòng)器部分的設(shè)計(jì)。同時(shí)，結(jié)合敏感儀器隔振要求，完成了組合隔振器中橡膠隔振器部分的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算。
　　對(duì)影響壓電堆作動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性的因素進(jìn)行了深入分析，建立了壓電堆作動(dòng)器的等效動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)，為了更好地描述橡膠隔振器的動(dòng)態(tài)剛度和阻尼特性，在其結(jié)構(gòu)阻尼模型和等效粘性阻尼模型基礎(chǔ)上，建立了其復(fù)剛度模型。最終獲得了

3、組合隔振器的動(dòng)力學(xué)模型，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　為了研究組合隔振器中壓電堆作動(dòng)器部分和橡膠隔振器部分的動(dòng)態(tài)特性，設(shè)計(jì)完成了壓電堆作動(dòng)器的靜、動(dòng)態(tài)輸出特性試驗(yàn)，橡膠隔振器的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)和傳遞特性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的組合隔振器具有穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)特性，適于作為一體化振動(dòng)控制的隔振元件。
　　在建立的組合隔振器動(dòng)力學(xué)模型以及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種帶有激勵(lì)位移前饋和響應(yīng)速度反饋的復(fù)合PID振動(dòng)