基于移动支撑的刚度自适应减振器设计与控制研究

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近年来,随着加工、测试及仪器仪表等高精密技术的发展,设备对于隔振的要求也越来越高。本论文基于变刚度半主动隔振的原理,设计了一款以板簧为变刚度元件的减振平台。结合硬件设计,选取了LabVIEW对减振平台实验所需的软件进行设计,最终通过实验验证减振平台的隔振性能。本文的主要内容如下:(1)根据单自由度减振平台的积极隔振原理,对刚度可调的减振平台进行动力学仿真,以力传递比作为减振评价,得出多平台频率在不同激励频率下的力传递比曲线并设计减振控制策略。(2)对减振平台进行结构设计以及相关的硬件选型。在结构设计中,基于移动支撑改变夹持位置,即通过改变板簧有效工作长度从而调节刚度的原理,结合实验中所需的硬件,对平台的各部分机构进行设计。(3)结合已选取的硬件,通过LabVIEW对减振平台在实验中所需的数据采集、减振控制等功能进行软件设计。基于生产者-消费者循环的总体框架,将各功能模块进行整合,最终组合为减振平台实现减振控制的软件系统。(4)对减振平台进行相关实验。先是对减振平台的动力学模型参数进行测试,并得出板簧有效工作长度与平台频率的关系式。然后,通过实验得出实际力传递比曲线并据此调节减振控制策略。最后,对减振控制软件进行测试,实验结果表明其能根据激励频率有效地对板簧有效工作长度进行调节,从而实现半主动变刚度控制。
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