隔振技术是高精尖制造、加工、测量领域的共性核心技术,在以光刻机为代表的半导体制造领域,以金刚石车床为代表的超精密加工领域,以超分辨荧光显微镜、引力波探测为代表的超精密测量领域,都需要精密隔振系统提供稳定可靠的环境保障。主动隔振系统能兼顾基础振动和直接扰动,提供宽频带的隔振。本课题提出一种应用复合型致动器的隔振实验单元,并设计了H_∞控制器对其进行主动控制,主要研究工作如下。首先在分析动力吸振原理的基础上设计了隔振实验单元的机械结构,提出将音圈电机与压电致动器串联作为主动致动器,利用支撑弹簧与压电陶瓷产生的串联刚度,结合音圈电机动子与压电陶瓷组成中间质量,实现动力吸振特性。其次,对隔振实验单元进行了动力学建模。分析了压电致动器输出力与其控制电压以及音圈电机输出力与其控制电流的关系,建立隔振实验单元的动力学模型,然后推导开环系统地面振动位移到负载位移以及负载直接扰动力到负载位移的传递函数,分析了开环系统频率特性。然后,设计了H_∞控制器并进行仿真分析。针对隔振实验单元开环频率特性,需要对两个固有频率附近的地面振动和负载直接扰动力进行主动控制,采用H_∞控制,通过选择适当的加权函数进行频率特性整形设计,并对控制量进行限制。利用Matlab/Simulink对设计的控制器进行仿真,通过仿真验证了控制器的有效性。最后,完成了实验系统的搭建。对设计的压电致动器进行测试,其位移范围0-55μm,电压-位移曲线线性度良好,迟滞环较小,动态位移特性良好。对速度传感器设计了滤波和低频补偿网络。对隔振实验单元主动控制效果和隔振性能进行了实验,实验结果表明,隔振实验单元在无控制时反共振频率为11.6Hz,反共振频率附近振动衰减明显;进行主动控制后,共振峰被消除,传递率在全频带都小于0dB,对于所有频率的振动都有衰减;当地面振动最大速度为7mm/s时,有控制和无控制时负载振动最大速度分别为1.3mm/s和4mm/s;同样大小的直接扰动力作用于负载,有控制和无控制时负载速度最大值分别为2.66mm/s和5.36mm/s,主动控制使得负载抵抗直接扰动的能力更强。