基于二自由度电磁作动器的六维隔振系统研究

发布时间：2024-02-22 06:30

　　我国将于2020年完成载人工程二期空间站建设任务,初步建立有人短期照料的空间实验室,并计划开展材料科学、基础物理、生命科学和生物技术等学科的前沿实验研究。其中,诸如蛋白质晶体生长、半导体制造、燃烧和流体力学等方面的研究均需要在理想的微重力环境中进行。因此,需要发展高微重力主动振动隔离技术。本课题基于对高微重力主动振动隔离技术的需求,综合考虑现有微振动隔离平台及电磁作动器的构型,提出了一种基于二自由度电磁作动器的多维隔振平台。在确定隔振平台结构的基础上,基于尺寸约束和力学性能指标,对隔振平台进行了尺寸优化。而为了验证浮动平台刚度是否足够大及隔振平台稳态温度分布是否可以满足要求,分别进行了模态分析和热仿真分析。为建立隔振平台准确的动力学模型,在基于傅里叶级数法建立磁体阵列的磁场分布模型的基础上,应用洛伦兹力法则,建立了隔振平台的电磁力/电磁力矩-电流模型。最后,基于刚体的动量定理和动量矩定理,建立了隔振平台的动力学模型。而为实现隔振平台振动的主动控制,需要获取其相对惯性系的加速度以及浮动平台相对于基座的位姿。因此,分别建立了隔振平台的六维位姿解算模型和加速度解算模型,并基于线性二次型最优控...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1国际空间站内部加速度环境及设计需求[2]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义1.1.1课题的来源本课题来源于国家自然科学基金项目“空间微振动多维磁悬浮隔振系统设计方法及动态特性研究”（项目编号：51475117）；中国博士后基金“空间两自由度电磁隔振器及其在隔振系统中的布局研究....

图1-6MIM实物图（上部是试验载荷）[6]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-超过±10mm的自由行程[7]。基于加速度和位移反馈控制策略，STABLE可以达到加速度量级为10-6g的微重力环境。飞行试验数据表明：在0.1Hz~100Hz，STABLE隔振系统可以使得载荷的加速度环境衰减超过25倍[7]。图1-6MIM实....

图1-7MIM-2实物图[6]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-超过±10mm的自由行程[7]。基于加速度和位移反馈控制策略，STABLE可以达到加速度量级为10-6g的微重力环境。飞行试验数据表明：在0.1Hz~100Hz，STABLE隔振系统可以使得载荷的加速度环境衰减超过25倍[7]。图1-6MIM实....

图1-9二自由度电磁作动器截面示意图[10]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-g-LIMIT（GloveboxIntegratedMicrogravityIsolationTechnology）是一套为使用微重力科学试验手套箱（MicrogravityScienceGlovebox,MSG）的科学载荷提供μg级主动隔振的....

本文编号：3906537