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随着现代工业的发展,多维振动问题已经成为影响仪器设备正常运转的重要原因,它对设备的使用寿命和性能表现有着很大的影响。相对于单维减振已经具有较成熟的处理方法,目前国内外对于多维减振都还没有很好的解决办法,因此多维减振的研究具有重要的实际意义。 本文提出将五自由度的混合并联机构作为减振平台的主体机构,在机构的各支链上安装弹性阻尼元件建立多维的减振系统,实现对振动能量的吸收,达到平台多维减振的目的。 首先,提出了一个由3-PUU机构与3-UPS/U机构相串联的冗余驱动混联机构作为减振主体机构;然后对机构进行了运动学分析,包括机构的位置反解、速度和加速度分析等。 其次,分别对3-PUU机构与3-UPS/U机构进行了动力学分析,采用虚功原理分别建立了两个机构的动力学模型,并根据动力学方程对3-UPS/U机构进行了基于动力学的控制仿真。随后在动力学方程的基础上进一步推导了平台的振动方程,根据振动方程设计相应的半主动控制器,然后使用MATLAB编程进行仿真,得到了在半主动控制器作用下多维减振平台的减振效果。 最后,搭建实验硬件平台及设计了减振平台的振动控制系统,使用数据采集卡对振动平台运动状态信息的采集,采用PMAC运动控制卡对振动平台的姿态进行控制,使用工控机通过模拟量输出卡对磁流变阻尼器进行控制,之后采用VC++编写整个多维减振平台的软件系统,包括各功能模块的实现和人机交互界面的设计。 本文将并联机构和磁流变阻尼器引入到多维减振中来,并设计了半主动控制器对减振系统进行控制,为多维减振问题的解决提供了一个新的途径,使此类的多维减振系统向实际的应用又迈进了一步。