基于MR阻尼器及并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維減振系統(tǒng)半主動(dòng)控制研究.pdf

1、多維振動(dòng)問題普遍存在于機(jī)械、航空航天、運(yùn)輸、儀器儀表等各個(gè)工程領(lǐng)域，嚴(yán)重影響了相關(guān)設(shè)備的性能和使用壽命。到目前為止，還沒有多維減振技術(shù)和設(shè)備能切實(shí)有效的解決這一難題。因此，對(duì)多維振動(dòng)展開研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。 在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“仿橡膠多維減振平臺(tái)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)理論與非線性解耦控制(50375067)”的資助下，本文提出了采用三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，磁流變阻尼器作為減振執(zhí)行器，建立可控的三維減振系統(tǒng)，以期解決實(shí)際

2、工程中存在的典型的三維振動(dòng)問題。 首先，本文根據(jù)磁流變減振器的工作原理，結(jié)合磁路定理和磁隙效應(yīng)，設(shè)計(jì)了適合多維減振的、基于混合模式的小型磁流變阻尼器，并通過試驗(yàn)對(duì)阻尼器的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。 其次，本文采用3-PUU三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)建立三維減振平臺(tái)，對(duì)所選用的3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。為了提高并聯(lián)機(jī)構(gòu)自身的性能，將機(jī)型改進(jìn)為3一PRRP（4R），并對(duì)其位置正反解、速度、加速度、動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解

3、。 再次，聯(lián)合磁流變阻尼器，建立多維減振系統(tǒng)的空間模型。針對(duì)機(jī)構(gòu)模型耦合性較強(qiáng)的實(shí)際情況，采用模態(tài)分析方法對(duì)模型進(jìn)行解耦。分析了多維減振系統(tǒng)的力學(xué)參數(shù)對(duì)動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)特性的影響，推導(dǎo)了固有頻率和脈沖作用下系統(tǒng)的響應(yīng)模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。 針對(duì)磁流變多維減振系統(tǒng)的半主動(dòng)控制，本文主要分析了兩種控制方案：基于任務(wù)空間的參數(shù)反饋控制和基于支路加速度反饋的控制，分別采用線性二次型(LQR)控制器和模糊自適應(yīng)控制器進(jìn)行控制。文中采用基

4、于ADAMS軟件和MATALAB軟件的聯(lián)合仿真技術(shù)，從減振和隔振兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制仿真，從而驗(yàn)證了控制器的正確性和系統(tǒng)的多維減振效果。 最后，為了驗(yàn)證文中所建立的理論體系及仿真結(jié)果，建立了磁流變多維減振平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)，整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)包括磁流變多維減振系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、控制器、電流驅(qū)動(dòng)器以及振源等。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了包括基于LPC2210的控制器、電流驅(qū)動(dòng)器以及控制軟件等關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案采用自適