飞行器敏感仪器的主被动混合隔振器性能分析及优化

摘要

随着临近空间领域军事地位的提高,在该区域工作的飞行器设备的性能要求更为苛刻。由于临近空间领域工作环境恶劣,飞行器舱体在外界激励下产生的振动问题较航空航天环境更为严峻,敏感仪器作为飞行器重要部件,起到保证巡航任务,监视飞行器状态,提高作战依据等作用,故减小舱体振动问题对敏感仪器的影响,即提高敏感仪器隔振器的隔振性能,成为了热门研究课题。
　　本文提出的主被动混合隔振器,用压电陶瓷实现主动隔振,用硫化橡胶实现被动隔振。根据压电陶瓷材料和硫化橡胶特性,及工作方式,分别设计了主动及被动隔振部分。根据实际空间工作任务书的要求,完成了隔振器的总体结构设计。
　　建立了被动隔振部分的单自由度隔振模型,分析其参数变化的影响,实验测定硫化橡胶的特性参数,计算传递率,实验结果与仿真结果趋势一致。在完成被动隔振部分隔振分析的基础上,建立了单杆混合隔振器的双层力学模型,分析预紧力对压电陶瓷性能的影响,测量单杆混合隔振器的等效动态刚度。
　　压电陶瓷的控制方式直接影响了压电陶瓷的工作性能,基于复合式前馈-反馈控制器提出控制方案,分析各频段传递率特性,提出适用的控制方法;应用xPCTarget实时控制技术,进行主被动混合隔振器传递特性实验,实验测得传递率的曲线。
　　基于四端参数法,对设计的单杆主被动混合隔振器进行参数优化设计,提出了采用三杆并联机构实现多自由度隔振,并将最优系数应用于三杆隔振平台,用ADAMS建立多自由度隔振平台模型,对隔振平台的轴向和径向隔振效果进行分析,说明本文设计的隔振器具有良好的隔振效果。

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第1章 绪论

1.1 课题来源和研究的应用背景

1.2 隔振技术发展综述

1.3 压电陶瓷

1.4 隔振平台研究现状

1.5 本文研究主要内容

第2章 主被动混合隔振器的结构设计

2.1 主动隔振部分结构设计

2.2 被动隔振器结构设计

2.3 主被动混合隔振器总体结构设计

2.4 本章小结

第3章 混合隔振器的建模仿真及实验研究

3.1 单自由度模型的建立

3.2 被动隔振实验研究

3.3 双层隔振器的力学模型建立

3.4 压电陶瓷作动器实验研究

3.5 本章小结

第4章 控制条件下混合隔振器的动态实验研究

4.1 压电陶瓷主动力控制方法分析

4.2 复合控制器的设计

4.3 复合控制器作用下不同激励作用下仿真结果分析

4.4 单杆混合隔振器传递特性实验

4.5 本章小结

第5章 混合隔振系统参数优化和隔振平台模型的仿真分析

5.1 四端参数的基本理论

5.2 双层隔振系统的参数优化

5.3 多自由度隔振平台ADAMS模型建立

5.4 多自由度隔振平台的仿真分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢