[发明专利]一种单自由度主被动隔振装置

摘要

本发明公开了一种单自由度主被动隔振装置，包括由下至上依次连接的基础平台、下弯曲片弹簧、波纹屏蔽管、上弯曲片弹簧和负载平台；下弯曲片弹簧和上弯曲片弹簧构成被动隔振单元，波纹屏蔽管内放置主动隔振单元。通过主动控制单元与被动隔振单元的复合使用，本发明不仅对高频振动干扰具有良好的高衰减率隔振效果，还能有效的实现低频共振抑制，隔离低频振动，可有效抑制微振动环境，为遥感卫星高分辨率观测成像等设备提供稳定的工作环境。

主权项

1.一种单自由度主被动隔振装置，其特征在于，包括由下至上依次连接的基础平台(10)、下弯曲片弹簧(11a)、波纹屏蔽管(15)、上弯曲片弹簧(11b)和负载平台(16)，以及放置于波纹屏蔽管(15)内部的主动隔振单元；所述下弯曲片弹簧(11a)和上弯曲片弹簧(11b)构成被动隔振单元；所述主动隔振单元包括压电致动器、加速度传感器和控制器，所述加速度传感器的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接压电致动器的输入端；所述下弯曲片弹簧(11a)的下端通过沉头螺钉与基础平台(10)连接，所述上弯曲片弹簧(11b)的下端与波纹屏蔽管(15)的上端通过双头螺钉连接，上弯曲片弹簧(11b)的上端则与负载平台(16)通过沉头螺钉连接；所述加速度传感器用于测量振动加速度信号传输给控制器，在控制器中进行积分加速度反馈控制算法运算，运算结果被输出给压电致动器，压电致动器作为主动隔振单元的执行单元，进行主动力控制；所述被动隔振单元被串联到基础平台与负载平台的连接处时，简易动力学公式为：等效刚度为：传递率函数为：式中，M_p是负载平台的质量，c是负载平台与基础平台间的等效阻尼，k_sys是负载平台与基础平台间的等效刚度，k_add1是下弯曲片弹簧的刚度，k_add2是上弯曲片弹簧的刚度，k_ini是没有被动隔振单元时负载平台与基础平台间的等效刚度，x_o是负载平台的振动位移量，x_i是基础平台的振动位移量，是x_o的二次导数，是x_o的一次导数，是x_i的一次导数，X_o是x_o的拉普拉斯变换形式，X_i是x_i的拉普拉斯变换形式，s为拉普拉斯变换的复变量；所述单自由度主被动隔振装置的简易动力学公式为所述单自由度主被动隔振装置的传递率函数为：所述压电致动器的控制算法为：式中，F_fb是由压电致动器的实时控制信号得到的输出力，t是时间系数，是积分加速度信号，ψ是积分加速度反馈控制算法的积分系数。