第1章 绪论 1
1.1精密隔振平台研究的背景及意义 1
1.2主动振动控制关键技术研究进展 3
1.2.1被控系统建模 3
1.2.2作动器与传感器的研究进展 4
1.2.3作动器与传感器的优化配置 6
1.2.4主动控制器的设计方法 8
1.3装备混合隔振平台国内外研究现状 12
1.3.1国外研究现状 12
1.3.2国内研究现状 17
1.4本书主要内容 19
第2章 六自由度空气弹簧隔振平台动力学建模 20
2.1前言 20
2.2弹性支撑动力学方程 20
2.2.1六自由度弹性支撑 20
2.2.2刚体的运动方程 23
2.2.3弹性支撑刚体的动力学方程 24
2.3弹性支撑固有频率的计算 27
2.3.1正交弹性支撑固有频率的计算 28
2.3.2径向斜交弹性支撑固有频率的计算 30
2.4防振效能的评估 34
2.4.1单自由度位移传递函数 34
2.4.2六自由度迹位移传递函数 35
2.4.3防振效能评估指标 37
2.5小结 38
第3章 六自由度空气弹簧隔振平台系统建模 39
3.1前言 39
3.2六自由度混合隔振平台结构及动力学方程 39
3.3空气弹簧的力学模型及特性分析 44
3.3.1空气弹簧的结构及特点 44
3.3.2空气弹簧的力学模型 46
3.3.3空气弹簧的刚度及阻尼测试 47
3.4隔振平台物理参数辨识 49
3.4.1物理参数辨识方法 49
3.4.2频响函数测试及物理参数辨识结果 52
3.5隔振平台的模态参数辨识 53
3.5.1实模态分析理论 53
3.5.2有理分式多项式辨识方法 56
3.5.3平台模态参数辨识结果 59
3.6小结 61
第4章 直线音圈电机作动器系统设计及特性分析 62
4.1前言 62
4.2直线音圈电机作动器的设计 62
4.2.1直线音圈电机的工作原理及系统构成 62
4.2.2磁路及动圈设计 63
4.2.3程控电流源电路的设计与仿真 71
4.3音圈电机作动器的输出特性实验 76
4.4非接触音圈电机与动圈支撑式作动器的性能比较 79
4.4.1动圈支撑式作动器的结构及力学模型 79
4.4.2频响特性对比分析 80
4.4.3输出特性对比分析 83
4.5小结 85
第5章 复合式压电作动器系统设计及其特性分析 87
5.1前言 87
5.2复合式压电作动器设计 87
5.2.1复合式压电作动器结构组成 87
5.2.2压电材料与压电元件设计 88
5.2.3橡胶材料与橡胶元件设计 93
5.2.4压电堆和橡胶相对位置选择 98
5.3复合式压电作动器的驱动 107
5.3.1电压驱动与电流驱动的对比 107
5.3.2程控电流源的设计 107
5.4复合式压电作动器的特性试验 109
5.4.1作动器的静态特性 109
5.4.2作动器的动态特性 111
5.5复合式压电作动器建模 115
5.5.1复合式压电作动器的模型分析 115
5.5.2复合式压电作动器模型的建立 117
5.5.3模型参数辨识 119
5.6小结 124
第6章 六自由度主被动一体化隔振平台优化配置 125
6.1前言 125
6.2隔振平台作动器的优化目标 126
6.2.1平台系统耦合度分析 126
6.2.2隔振平台系统的可控性 131
6.2.3隔振平台系统的固有频率要求 133
6.2.4隔振平台作动器的优化目标 133
6.3隔振平台传感器的优化目标 134
6.4隔振平台系统的灵敏度分析 135
6.4.1平台灵敏度分析的解析法 135
6.4.2灵敏度分析的符号函数法 137
6.4.3百分比灵敏度法 143
6.5隔振平台作动器优化与布置 145
6.5.1粒子群算法 145
6.5.2粒子群算法在隔振平台系统中的应用 146
6.6隔振平台传感器的优化布置 149
6.7小结 150
第7章 隔振平台系统参数摄动控制方法比较 151
7.1前言 151
7.2隔振平台的摄动分析 152
7.2.1摄动分析基本理论 152
7.2.2隔振平台模型不确定性分析 154
7.2.3隔振平台系统的摄动估计 158
7.3隔振平台不同控制方法的比较 162
7.3.1隔振平台PID控制 163
7.3.2隔振平台模糊控制 166
7.4不同控制方法的比较 170
7.5小结 173
第8章 主动隔振平台性能鲁棒控制器设计与仿真 175
8.1前言 175
8.2 H∞鲁棒控制理论基础 176
8.2.1 H∞范数的定义 176
8.2.2线性分式变换 177
8.2.3 H∞控制标准设计问题 178
8.2.4 H∞控制问题的直接状态空间解法 179
8.2.5 H∞范数与Riccati不等式的关系 180
8.3基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计与仿真 181
8.3.1参数摄动系统的Riccati不等式 181
8.3.2基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计方法 183
8.3.3隔振平台主动控制仿真 186
8.4基于μ综合的主动隔振平台控制器设计与仿真 194
8.4.1结构奇异值μ综合方法的理论基础 194
8.4.2隔振平台μ综合控制器设计与仿真 201
8.5小结 205
第9章 六自由度混合隔振平台的振动控制实验 206
9.1前言 206
9.2六自由度主动隔振平台实验系统组成 206
9.3主动隔振控制系统软件设计 209
9.3.1模拟量输入与输出传输方式 210
9.3.2软件参数设置 210
9.4六自由度隔振平台主动隔振性能实验 212
9.4.1直接干扰下的隔振控制实验 212
9.4.2地基干扰下的隔振控制实验 214
9.5小结 217
参考文献 218