基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统
本文选题：垂直隔振 + 超低频 ； 参考：《物理学报》2016年20期
【摘要】：在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰链旋转,上摆杆通过普通弹簧悬挂于基座,下摆杆通过零长弹簧悬挂于上摆杆.系统通过光电探测方法检测两根摆杆的夹角作为误差信号,经过闭环控制将反馈力作用于上摆杆,使两根摆杆的夹角为零.零长弹簧悬挂点的位置与系统刚度有着密切关系,通过精细地调节弹簧悬挂点的位置,合理地设置控制参数,可以实现一个本征频率低至0.01 Hz的系统.理论上,该系统相对于被动式垂直隔振系统具有更好的隔振效果和抗干扰能力,相对于传统的主动式垂直隔振系统体积更小,结构更简单,有望应用于精密物理实验和科学研究当中.
[Abstract]:In many precise scientific experiments and tests, the effective isolation of ground vertical vibration affects the accuracy of experimental results and test results.In this paper, a new ultra-low frequency vertical vibration isolation system with two-stage pendulum rod structure is presented. Based on the principle analysis, the prototype of the system is designed and implemented.Two horizontal pendulum rods are placed in the same vertical plane and rotated around their respective hinges. The upper pendulum rod is suspended from the base by ordinary spring and the lower pendulum bar is suspended from the upper pendulum bar by zero length spring.The system detects the angle of two pendulum rods as the error signal by photoelectric detection method. The feedback force is applied to the upper pendulum rod through the closed-loop control, which makes the angle of the two pendulum rods zero.The position of the zero length spring suspension point is closely related to the system stiffness. By carefully adjusting the position of the spring suspension point and setting the control parameters reasonably, a system with the intrinsic frequency as low as 0.01 Hz can be realized.In theory, the system has better vibration isolation effect and anti-interference ability than passive vertical vibration isolation system. Compared with the traditional active vertical vibration isolation system, the system is smaller in size and simpler in structure.It is expected to be used in precise physical experiments and scientific research.
【作者单位】： 清华大学精密仪器系;精密测试技术及仪器国家重点实验室;
【基金】：清华大学自主科研计划(批准号:2013THZ05)资助的课题~~
【分类号】：TB535.1
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