柔性结构振动主动控制.PDF

1998年 11月 重庆 大学学报 (自然科学版) Vol_21 第 2l卷第 6期 0{ChongqingJournal EditiorL) University(NaturalScience N OV．1998 6 6 柔性结构振动主动控制 一 的气浮机动台实验 系统’ l／y／i， j 堕焦垦 军 石 荣 黄 尚廉 (重庆太学智能结构研究 中心，重庆，4o∞44，第一作者 29岁，男，博士生) 摘 要 针对 目前存在的对具有刚性运动基 的刚体—— 柔性体耦合结构的振动主动控 制缺乏深入研 究的状况，阐述 了建立该实验系统的意义 ，详细介绍 了气浮机 动台实验系统 的 各组成部舟及作用 。整个系统 已基本建成，使运动基在气浮状 态下以不同的角速度实现不 同 的 角位 移。 关键词 墨堡笙垫／．堡塑圭垫整 ；苎型 运动基 中国图书资料分类法分类号3．1 V416．5；II-I11 气哮孰动鲁 0 引 言 随着航天事姗 g发展 ，空闾飞行器上柔性结构的使用越来越多，由此带来 的振动问题也 就越来越严重 ，因此，振动控崩的研究越来越受到重视。从传统的被动控制、主动控制 ，到目 前 倍 受 瞩 目的基 于 智 能结 构 思想 的 振 动主 动 控 制 “，除了理 论 上 的研 究 外 ，实验研 究 在 验证理论结果、探索实用化道路等方面具有不可替代的作用，而实验系统的建立正是实验研 究 的基础 。 一 ． 从 目前的柔性结构振动主动控制研究 中可 以看到，大多数情况下，都是将柔性结构单独 隔离 出来 进行 研究 ，而实 际 的空 间飞行 器 的许 多构件 都 是 具有 刚性 运动 基 的 刚体 —一 柔 性 体耦合结构，该类结构存在着柔性振动与剐体运动之问的耦台 ，开展对此类结构的振动主动 控制研究具有更加重要的实际意义。由于此类剐柔耦合结构 比起单纯的柔性结构(杆、粱、 板)更为复杂，因而 目前对它们的研究还处于起步阶段 ，理论研究少 ，实验研究则更少 ．为此， 笔者在开展这类结构振动主动???制的理论研究的同时，把建立这种类型的实验 系统作为整 个研 究 工作 的 基础和 重点 。 针 对 这 类 空 间柔 性 结构 的特 点 ，实验 系 统 必 须具 备 以下 功 能 ：1)能模 拟 空 问悬 浮 (失 重)状态 ；2)能实现剐体运动基的旋转驱动 ，以模拟空问飞行器的机动，并激发柔性体的振 动；3)能测量机动角位移和角速度，以控制刚体的运动。因此 ，需要分别建立气浮工作台子 系统、电机驱动子系统和角位移传感子系统 ，从而构成整个气浮机动台实验系统。为实现振 动主 动控 制 的理论 与实 验研 究提 供物 质基础 。 · 收文 日期 1998—02—26 国家 自亮曼科学基金资助项 目 42 重庆 大学学报 (自然科学版) 1 实验 系统建立 1．1 气 浮工 作 台子 系统 为 了能够 模 拟空 间悬 浮状 态 ，提供 良好的实 验 环境，建造 了气浮工作台子系统。 节 藐 棚 、 该 系统 的主体 是一 空气 静 压 轴承 ，它是 由外 部 ＼ 加压气 体经节 流器喷射到轴承表面 的一种气体轴 承 。这股 气 流在 轴承 表面之 阊 形成压力 气膜 ，这层很 薄的气膜使主轴悬浮在轴承套中，如图 1所示。其中