装备混合隔振平台设计理论与方法

第l章 绪论 1.1 精密隔振平台研究的背景及意义 1.2 主动振动控制关键技术研究进展 1.2.1 被控系统建模 1.2.2 作动器与传感器的研究进展 1.2.3 作动器与传感器的优化配置 1.2.4 主动控制器的设计方法 1.3 装备混合隔振平台国内外研究现状 1.3.1 国外研究现状 1.3.2 国内研究现状 1.4 本书主要内容第2章 六自由度空气弹簧隔振平台动力学建模 2.1 前言 2.2 弹性支撑动力学方程 2.2.1 六自由度弹性支撑 2.2.2 刚体的运动方程 2.2.3 弹性支撑刚体的动力学方程 2.3 弹性支撑固有频率的计算 2.3.1 正交弹性支撑固有频率的计算 2.3.2 径向斜交弹l生支撑固有频率的计算 2.4 防振效能的评估 2.4.1 单自由度位移传递函数 2.4.2 六自由度迹位移传递函数 2.4.3 防振效能评估指标 2.5 小结第3章 六自由度空气弹簧隔振平台系统建模 3.1 前言 3.2 六自由度混合隔振平台结构及动力学方程 3.3 空气弹簧的力学模型及特性分析 3.3.1 空气弹簧的结构及特点 3.3.2 空气弹簧的力学模型 3.3.3 空气弹簧的刚度及阻尼测试 3.4 隔振平台物理参数辨识 3.4.1 物理参数辨识方法 3.4.2 频响函数测试及物理参数辨识结果 3.5 隔振平台的模态参数辨识 3.5.1 实模态分析理论 3.5.2 有理分式多项式辨识方法 3.5.3 平台模态参数辨识结果 3.6 小结第4章 直线音圈电机作动器系统设计及特性分析 4.1 前言 4.2 直线音圈电机作动器的设计 4.2.1 直线音圈电机的工作原理及系统构成 4.2.2 磁路及动圈设计 4.2.3 程控电流源电路的设计与仿真 4.3 音圈电机作动器的输出特性实验 4.4 非接触音圈电机与动圈支撑式作动器的性能比较 4.4.1 动圈支撑式作动器的结构及力学模型 4.4.2 频响特性对比分析 4.4.3 输出特性对比分析 4.5 小结.第5章 复合式压电作动器系统设计及其特性分析 5.1 前言 5.2 复合式压电作动器设计 5.2.1 复合式压电作动器结构组成 5.2.2 压电材料与压电元件设计 5.2.3 橡胶材料与橡胶元件设计 5.2.4 压电堆和橡胶相对位置选择 5.3 复合式压电作动器的驱动 5.3.1 电压驱动与电流驱动的对比 5.3.2 程控电流源的设计 5.4 复合式压电作动器的特性试验 5.4.1 作动器的静态特性 5.4.2 作动器的动态特性 5.5 复合式压电作动器建模 5.5.1 复合式压电作动器的模型分析 5.5.2 复合式压电作动器模型的建立 5.5.3 模型参数辨识 5.6 小结第6章 六自由度主被动一体化隔振平台优化配置 6.1 前言 6.2 隔振平台作动器的优化目标 6.2.1 平台系统耦合度分析 6.2.2 隔振平台系统的可控性 6.2.3 隔振平台系统的固有频率要求 6.2.4 隔振平台作动器的优化目标 6.3 隔振平台传感器的优化目标 6.4 隔振平台系统的灵敏度分析 6.4.1 平台灵敏度分析的解析法 6.4.2 灵敏度分析的符号函数法 6.4.3 百分比灵敏度法 6.5 隔振平台作动器优化与布置 6.5.1 粒子群算法 6.5.2 粒子群算法在隔振平台系统中的应用 6.6 隔振平台传感器的优化布置 6.7 小结第7章 隔振平台系统参数摄动控制方法比较 7.1 前言 7.2 隔振平台的摄动分析 7.2.1 摄动分析基本理论 7.2.2 隔振平台模型不确定性分析 7.2.3 隔振平台系统的摄动估计 7.3 隔振平台不同控制方法的比较 7.3.1 隔振平台PID控制 7.3.2 隔振平台模糊控制 7.4 不同控制方法的比较 7.5 小结第8章 主动隔振平台性能鲁棒控制器设计与仿真 8.1 前言 8.2 日□鲁棒控制理论基础 8.2.1 日□范数的定义 8.2.2 线性分式变换 8.2.3 日□控制标准设计问题 8.2.4 日□控制问题的直接状态空间解法 8.2.5 日□范数与Riccati不等式的关系 8.3 基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计与仿真 8.3.1 参数摄动系统的Riccati不等式 8.3.2 基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计方法 8.3.3 隔振平台主动控制仿真 8.4 基于□综合的主动隔振平台控制器设计与仿真 8.4.1 结构奇异值□综合方法的理论基础 8.4.2 隔振平台□综合控制器设计与仿真 8.5 小结第9章 六自由度混合隔振平台的振动控制实验 9.1 前言 9.2 六自由度主动隔振平台实验系统组成 9.3 主动隔振控制系统软件设计 9.3.1 模拟量输入与输出传输方式 9.3.2 软件参数设置 9.4 六自由度隔振平台主动隔振性能实验 9.4.1 直接干扰下的隔振控制实验 9.4.2 地基干扰下的隔振控制实验 9.5 小结参考文献

由李冬伟、白鸿柏、何忠波、任国全由编著的《装备混合隔振平台设计理论与方法》吸收了智能材料与结构、动力学计算机仿真等相关研究领域的新思想、新理论、新技术，重点对六自由度主被动混合隔振平台的动力学建模，作动器设计与优化配置，鲁棒控制器设计与仿真，平台系统闭环控制实验等关键问题的理论与实验技术研究进行了阐述和介绍。 由李冬伟、白鸿柏、何忠波、任国全由编著的《装备混合隔振平台设计理论与方法》系统地总结和阐述了装备中精密仪器设备用多自由度主被动混合隔振平台的系统建模、作动器设计、主动控制技术及工程应用的主要研究成果，全书共9章。第1章介绍装备中精密仪器设备用振动控制平台的基本概念、国内外研究现状与应用情况；第2章对不同弹性支撑六自由度平台的动力学特性进行了理论分析；第3章建立了空气弹簧被动支撑多自由度隔振平台的动力学理论模型，并进行了模态实验；第4～5章系统分析了直线音圈电机作动器与复合式压电作动器的设计方法、实验技术及动态建模问题；第6章阐述了基于灵敏度分析的隔振平台传感器与作动器优化配置方法；第7章对主被动混合隔振平台进行了区间参数摄动分析，并比较了PID、模糊和LQG等不同方法的平台振动控制效果；第8章论述了基于H□混合灵敏度与结构奇异值□的主动隔振平台鲁棒控制器设计理论与仿真技术；第9章搭建了六自由度混合隔振平台实验系统，进行了不同扰动下的闭环鲁棒控制实验。 《装备混合隔振平台设计理论与方法》内容丰富，深入浅出，既有理论设计又有实验应用，研究成果可广泛应用于精密测量、航空航天、国防军工、航海船舶、精密制造等领域中的振动控制与减振降噪。本书既可作为高等院校有关专业高年级学生、研究生和教师的参考用书，也可供在该领域从事研究与实践的工程技术人员参考。