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第1章 绪论1

1.1精密隔振平台研究的背景及意义1

1.2主动振动控制关键技术研究进展3

1.2.1被控系统建模3

1.2.2作动器与传感器的研究进展4

1.2.3作动器与传感器的优化配置6

1.2.4主动控制器的设计方法8

1.3装备混合隔振平台国内外研究现状12

1.3.1国外研究现状12

1.3.2国内研究现状17

1.4本书主要内容19

第2章 六自由度空气弹簧隔振平台动力学建模20

2.1前言20

2.2弹性支撑动力学方程20

2.2.1六自由度弹性支撑20

2.2.2刚体的运动方程23

2.2.3弹性支撑刚体的动力学方程24

2.3弹性支撑固有频率的计算27

2.3.1正交弹性支撑固有频率的计算28

2.3.2径向斜交弹性支撑固有频率的计算30

2.4防振效能的评估34

2.4.1单自由度位移传递函数34

2.4.2六自由度迹位移传递函数35

2.4.3防振效能评估指标37

2.5小结38

第3章 六自由度空气弹簧隔振平台系统建模39

3.1前言39

3.2六自由度混合隔振平台结构及动力学方程39

3.3空气弹簧的力学模型及特性分析44

3.3.1空气弹簧的结构及特点44

3.3.2空气弹簧的力学模型46

3.3.3空气弹簧的刚度及阻尼测试47

3.4隔振平台物理参数辨识49

3.4.1物理参数辨识方法49

3.4.2频响函数测试及物理参数辨识结果52

3.5隔振平台的模态参数辨识53

3.5.1实模态分析理论53

3.5.2有理分式多项式辨识方法56

3.5.3平台模态参数辨识结果59

3.6小结61

第4章 直线音圈电机作动器系统设计及特性分析62

4.1前言62

4.2直线音圈电机作动器的设计62

4.2.1直线音圈电机的工作原理及系统构成62

4.2.2磁路及动圈设计63

4.2.3程控电流源电路的设计与仿真71

4.3音圈电机作动器的输出特性实验76

4.4非接触音圈电机与动圈支撑式作动器的性能比较79

4.4.1动圈支撑式作动器的结构及力学模型79

4.4.2频响特性对比分析80

4.4.3输出特性对比分析83

4.5小结85

第5章 复合式压电作动器系统设计及其特性分析87

5.1前言87

5.2复合式压电作动器设计87

5.2.1复合式压电作动器结构组成87

5.2.2压电材料与压电元件设计88

5.2.3橡胶材料与橡胶元件设计93

5.2.4压电堆和橡胶相对位置选择98

5.3复合式压电作动器的驱动107

5.3.1电压驱动与电流驱动的对比107

5.3.2程控电流源的设计107

5.4复合式压电作动器的特性试验109

5.4.1作动器的静态特性109

5.4.2作动器的动态特性111

5.5复合式压电作动器建模115

5.5.1复合式压电作动器的模型分析115

5.5.2复合式压电作动器模型的建立117

5.5.3模型参数辨识119

5.6小结124

第6章 六自由度主被动一体化隔振平台优化配置125

6.1前言125

6.2隔振平台作动器的优化目标126

6.2.1平台系统耦合度分析126

6.2.2隔振平台系统的可控性131

6.2.3隔振平台系统的固有频率要求133

6.2.4隔振平台作动器的优化目标133

6.3隔振平台传感器的优化目标134

6.4隔振平台系统的灵敏度分析135

6.4.1平台灵敏度分析的解析法135

6.4.2灵敏度分析的符号函数法137

6.4.3百分比灵敏度法143

6.5隔振平台作动器优化与布置145

6.5.1粒子群算法145

6.5.2粒子群算法在隔振平台系统中的应用146

6.6隔振平台传感器的优化布置149

6.7小结150

第7章 隔振平台系统参数摄动控制方法比较151

7.1前言151

7.2隔振平台的摄动分析152

7.2.1摄动分析基本理论152

7.2.2隔振平台模型不确定性分析154

7.2.3隔振平台系统的摄动估计158

7.3隔振平台不同控制方法的比较162

7.3.1隔振平台PID控制163

7.3.2隔振平台模糊控制166

7.4不同控制方法的比较170

7.5小结173

第8章 主动隔振平台性能鲁棒控制器设计与仿真175

8.1前言175

8.2 H∞鲁棒控制理论基础176

8.2.1 H∞范数的定义176

8.2.2线性分式变换177

8.2.3 H∞控制标准设计问题178

8.2.4 H∞控制问题的直接状态空间解法179

8.2.5 H∞范数与Riccati不等式的关系180

8.3基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计与仿真181

8.3.1参数摄动系统的Riccati不等式181

8.3.2基于Riccati不等式的性能鲁棒控制器设计方法183

8.3.3隔振平台主动控制仿真186

8.4基于μ综合的主动隔振平台控制器设计与仿真194

8.4.1结构奇异值μ综合方法的理论基础194

8.4.2隔振平台μ综合控制器设计与仿真201

8.5小结205

第9章 六自由度混合隔振平台的振动控制实验206

9.1前言206

9.2六自由度主动隔振平台实验系统组成206

9.3主动隔振控制系统软件设计209

9.3.1模拟量输入与输出传输方式210

9.3.2软件参数设置210

9.4六自由度隔振平台主动隔振性能实验212

9.4.1直接干扰下的隔振控制实验212

9.4.2地基干扰下的隔振控制实验214

9.5小结217

参考文献218