阐述控制考虑弹性基础作动—传感一体化有源隔振系统

论文导读：
摘要：本论文对主动隔振系统中的作动器和制约器进行了设计、性能仿真及实验测试，浅析了弹性基础上单层隔振系统的动力学特性，在此基础上对单层主动隔振系统进行了主动制约仿真及实验探讨。首先，对惯性式电磁作动器进行了动力学浅析，结果表明作动器的输出力与气隙磁场强度及支撑片弹簧刚度有关。为得到最优磁路与片弹簧的设计参数，利用电磁场有限元浅析软件ANSOFT对作动器磁路中的结构参数对气隙磁场强度的影响进行了仿真，并在有限元浅析软件ANSYS中的结构优化模块完成对片弹簧的优化设计，在此基础上加工出试验样机并对其输出特性进行了测试，同时设计了一款MEMS加速度计并将其嵌入作动器内形成一体化惯性式作动器。随后对作动器配套的功放系统进行了设计，并运用Multisim8交互式电路模拟软件对制约电路中的积分电路、移相电路和滤波电路进行仿真浅析，得到合理的电路参数并进行实物加工形成集成的制约器，并通过实验对其特性进行了测试。然后，搭建了弹性基础的单层主动隔振台架，运用傅里叶级数展开法与有限元仿真得到该系统的振动模态及振动传递特性，并利用激光测振仪对其振动特性进行测试，验证了剖析策略与有限元仿真的准确性。最后，通过一系列实验测试一体化惯性式电磁作动器及制约器对此弹性基础的单层隔振台架的振动制约效果。结果表明：加速度反馈制约在特定的频率段减振效果达到10dB，速度反馈制约只在共振频率处有减振效果，减振量达到4dB。同时多点制约由于制约系统的耦合性效果逊于单点制约，但整体制约效果显著。上面陈述的制约效果验证了本论文设计的作动器、制约器及加速度计的可靠性与制约策略的可行性。关键词：弹性基础论文单层隔振论文主动制约论文一体化的惯性式电磁作动器论文反馈制约论文
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ABSTRACT6-9
第1章 绪论9-15

1.1 探讨背景9-11

1.2 电磁作动器的进展近况11-12

1.3 振动主动制约对策12-14

1.4 本论文的工作14-15

第2章 惯性式电磁作动器的研制15-37

2.1 惯性式电磁作动器动力学浅析15-19

2.2 惯性式电磁作动器磁路设计19-24

2.1 作动器磁路材料选取19-20

2.2 作动器磁路特性仿真探讨20-24

2.3 作动器片弹簧结构设计24-30

2.3.1 圆弧线型簧片结构浅析24-27

2.3.2 缝隙式簧片结构浅析27-30

2.4 作动器样机结构设计30-31

2.5 作动器性能测试实验31-36

2.6 本章小结36-37

第3章 作动器的功放系统与制约电路设计37-54

3.1 惯性式电磁作动器功放系统设计37-38

3.2 惯性式电磁作动器积分电路设计38-40

3.3 惯性式电磁作动器移相电路设计40-43

3.4 MEMS 加速度计设计43-45

3.5 带通滤波器设计45-49

3.6 系统制约电路特性实验49-53

3.6.1 系统积分电路及滤波电路实验49-52

3.6.2 MEMS 加速度计校准实验52-53

3.7 本章小结53-54

第4章 弹性基础的单层隔振系统振动传递机理54-68

4.1 隔振系统剖析解浅析54-60

4.

1.1 任意边界条件下板的自由振动建模54-56

4.

1.2 任意边界条件下板的强迫振动建模56-57

4.

1.3 隔振系统强迫振动建模57-60

4.2 隔振系统有限元仿真浅析60-61
4.

2.1 单层固支板的模态仿真浅析60-61

4.

2.2 隔振系统有限元仿真浅析61

4.3 单层隔振系统实验探讨61-62
4.

3.1 单层固支板的模态实验61-62

4.

3.2 隔振系统传递函数实验62

4.4 隔振系统论述仿真及实验数据比较62-67

4.1 单层固支板的模态数据比较62-65

4.2 单层固支板的传函数据比较65-66

4.3 隔振系统的传函数据比较66-67

4.5 本章小结67-68

第5章 基于弹性基础的单层隔振主动制约实验探讨68-80

5.1 隔振系统反馈制约原理68-69

5.2 隔振系统制约仿真探讨69-73

5.

2.1 加制约器后隔振系统的传递特性69-72

5.

2.2 隔振系统制约仿真探讨72-73

5.3论文导读：全频段反馈制约实验73-745.4振动电机激励下制约实验74-795.4.1单点制约实验75-765.4.2两点制约实验76-785.4.3三点制约实验785.4.4四点制约实验78-795.5本章小结79-80结论与展望80-82参考文献82-88攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果88-89致谢89上一页12
全频段反馈制约实验73-74

5.4 振动电机激励下制约实验74-79

5.

4.1 单点制约实验75-76

5.

4.2 两点制约实验76-78

5.

4.3 三点制约实验78

5.

4.4 四点制约实验78-79

5.5 本章小结79-80
结论与展望80-82
参考文献82-88
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果88-89
致谢89