【摘 要】
:
随着精密加工、精密测量装备的日益发展,其对工作环境的要求越来越高,微振动是影响加工、测量精度的重要因素,而主动减振技术是抑制振动的重要手段。本文依托国家科技重大专项,根据精密设备的工作需求,对主动减振系统中振动抑制的控制机理展开研究,设计嵌入式控制器实现精密主动减振功能。首先,本文根据精密主动减振系统机械结构建立了动力学模型,通过振动模态理论实现了六自由度振动解耦,将系统复杂振动模型分解为六个相互
【基金项目】
:
国家科技重大专项子课题“浸没光刻机动力学及超稳定结构设计方法”(2017ZX02101007-002);
论文部分内容阅读
随着精密加工、精密测量装备的日益发展,其对工作环境的要求越来越高,微振动是影响加工、测量精度的重要因素,而主动减振技术是抑制振动的重要手段。本文依托国家科技重大专项,根据精密设备的工作需求,对主动减振系统中振动抑制的控制机理展开研究,设计嵌入式控制器实现精密主动减振功能。首先,本文根据精密主动减振系统机械结构建立了动力学模型,通过振动模态理论实现了六自由度振动解耦,将系统复杂振动模型分解为六个相互独立的振动模型。确定了减振性能指标,完成了主动减振控制系统的整体架构设计。其次,针对地基振动引起的负载平台振动,研究了地基振动反馈控制模型,推导了控制参数与系统动力学参数的等效转换机理,通过绝对速度反馈抑制了谐振峰值。为了提升低频隔振性能,提出了地基振动的传递路径模型,设计了地基振动前馈控制算法,实现了低频隔振。针对负载平台上存在的定频定域直接扰动,提出了定频定域扰动测量模型,准确捕捉了定频扰动的作用位置。提出了定频扰动反馈控制模型,设计了定频扰动抑制算法,在保证隔振性能和控制系统稳定性的基础上,实现了台面定频扰动的抑制。针对减振系统定位性能要求,研究了振动抑制过程中的定位控制机理,设计了气路环和电机环定位算法,实现了减振系统的精密定位。针对减振控制算法方便实现的应用要求,提出了通用形式的IIR数字滤波器模型,确保了控制算法的便捷实现。接着,针对减振系统超低频抑振的性能要求,对地音传感器进行了低频扩展研究,设计电路实现了传感器信号调理,保证了低频振动测量信号的高信噪比。针对减振系统高精度、高响应速度的控制要求,设计了具有硬件电流环的洛伦兹电机驱动电路,该电路具有高带宽、高频段快速衰减的特性,保证了执行器输出高精度、低延时的驱动力。构建了减振系统嵌入式控制器的核心主控单元,实现了高速高精度运算和多通道信号并行处理。针对减振控制软件强实时性的要求,提出了嵌入式实时操作系统μC/OS-II的改进方法,从而实现了强实时任务与弱实时任务的剥离,保证了振动控制任务的绝对优先级。对软件任务进行了划分,实现了多任务并行处理,保证了软件处理的高效性。最后,搭建了精密主动减振平台,在垂直方向进行气路定位测试,在水平方向进行电机定位测试,在时域和频域两个方面进行减振性能测试,实验验证了主动减振控制算法的有效性和嵌入式控制器的可靠性。
其他文献
在数学物理领域,由于非线性分数阶偏微分方程具有时间记忆性和非局部性,它能对自然界中的某些物理现象进行更加准确的描述,诸如Brown运动、反常扩散和粘弹性材料具有记忆问题等等.因此,非线性分数阶偏微分方程相关理论的研究具有重要的意义,也是当前的研究前沿之一.而分数阶微分方程精确解的研究是极为重要的一方面,得到的精确解不仅能揭示数学物理模型的规律性,还能为相关数值计算结果提供一种检验方式.本文基于保形
区角活动作为学前教育阶段典型的活动,在游戏的过程中,教职人员能够实时关注儿童产生的相关问题,积极地介入进行相应的指导与干预。目前阶段的区角活动存在着教职人员指导实效差、介入时机不当、关注问题相对片面且教师较少考虑幼儿的个体差异等问题。本文主要从区角活动编排的角度剖析目前区角活动发展过程中环境创设措施,教职人员应当结合学前儿童的心理、生理等方面特征,在内容的编排中选择符合其特点的内容,同时应当以观察
目的探讨Wisp2基因敲除对小鼠肥胖表征的影响并探讨可能的调控机制,为肥胖治疗提出新的分子机制和实验依据。材料和方法本文使用Wisp2基因敲除小鼠作为研究对象,建立四组动物模型,分别是野生小鼠(WT)普通饮食组、WT高脂饮食组,和Wisp2基因敲除(Wisp2-/-)普通饮食组、Wisp2-/-高脂饮食组。监测四组小鼠的体重,待WT高脂饮食组小鼠达到肥胖指标(超过正常体重20%)时,将上述四组小鼠
伴随着计算机水平与控制理论的不断发展,轧制系统的自动化程度逐步提高。钢板作为现代工业、机器人、军工行业等必不可少的资源,被寄予了更高品质指标的期望,而板带材厚度的精度无疑就是其成品质量的重要指标之一。故而,对轧制系统厚度控制的算法研究是很有必要的。本文结合轧机弹跳方程探讨了各类干扰因素对板带材出口厚度的影响,并分析轧机厚度控制系统与轧制原理,以及通过分析其内部各个组件与有关机理,建立了轧机辊缝控制
随着现代建筑结构的发展,RCS(钢筋混凝土柱-钢梁)框架结构因其充分利用了钢结构和混凝土结构的力学性能而被广泛应用。普通RCS结构体系的节点连接方式多为刚性连接,以梁端出现塑性铰为理想破坏模式,震后将产生较大的残余变形。而自复位结构能够减小或消除结构的残余变形,使结构在地震后恢复到原位,目前关于自复位RCS结构的研究较少,因此,有必要对自复位RCS结构进行试验和模拟分析研究。本文提出了一种钢板阻尼
REBCO超导薄膜在4-77 K的整个应用温区的不可逆磁场都较高;因此,基于REBCO涂层的第二代高温超导带材,具有最好的磁场特性潜力和最高的临界电流密度。第二代高温超导带材的这种不可取代的实用特性决定了其无限可能之市场前景。本文通过优化多道次金属有机化学气相沉积(MOCVD)法,在镀有缓冲层的C-276基底上制备出3道次稀土含量分别为1、1.1、1.2、1.3、1.4和1.5的REBa2Cu3O
汽车制造产业是评估一个国家经济发展的重要因素之一。随着市场经济的急剧发展,汽车制造业的竞争成愈演愈烈之势,汽车更新换代的速度是一个汽车主机厂具有竞争力的重要指标。作为汽车车身制造中的长周期零件的制造周期更是重中之重。汽车长周期零件也就是大的覆盖件,以下简称大覆盖件,其中包括发动机盖板内外板、翼子板、顶盖、前后门内外板以及后备箱内外板。车身大覆盖件的模具制作周期是车身所有零件中最长的,也是汽车更新换
我国是铝工业大国,2016年我国氧化铝的年产量已达6100万吨,随着氧化铝产能的不断提高,我国的铝土矿资源储量己经很难满足氧化铝工业的需求,因此开展利用高铝粉煤灰酸法生产氧化铝工艺技术的研究越来越受到广泛的关注。基于酸法工艺,本文对其关键环节结晶氯化铝(AlCl3·6H2O)热分解制备冶金级氧化铝进行了系统的研究。在本研究工作中,首先采用FactSage热力学软件进行结晶氯化铝热分解热力学分析;然
随着全球经济一体化和贸易自由化的深入发展,建筑企业为增强自身竞争力以及打造良好的口碑,迫切需要建立建筑企业国际品牌。面对当前复杂的全球市场环境,建筑企业国际品牌塑造面临着机会与风险的双重冲击,如何进行建筑企业国际品牌形成策略布局,提升企业吸引力成为建筑企业参与国际市场竞争的重要议题。本文基于品牌要素理论等对建筑企业国际品牌形成策略进行了研究。首先由于“一带一路”倡议下国际建筑市场内众多国家在文化内
制革污泥渗滤液是制革污泥填埋后产生的一种含有高浓度重金属的有害废水。若制革污泥渗滤液处理不当,其中的污染物质会污染周边环境,进而通过食物链危害人体健康。本文以生态系统中的生产者(植物)、分解者(青海弧菌,Vibrio qinghaiensis)和消费者(斑马鱼)三种生物作为制革污泥渗滤液毒性试验生物。通过超纯水稀释的制革污泥渗滤液进行种子萌发和发光细菌发光强度试验。用制革污泥渗滤液对斑马鱼进行急性