亚微米超精密车床的振动模糊主动控制

环境振动是影响亚微米超精密机床加工精度的一个重要因素 ,为此提出了将模糊控制系统与空气弹簧隔振系统相结合的方法 ,用于亚微米超精密车床的振动控制。空气弹簧的主要作用是隔离较高频率的环境振动并支承车床 ;模糊主动控制则是有效地控制低频环境振动的影响。针对机床系统振幅微小且有自激振动的特点 ,采用了带有两个调整因子的二维模糊控制器 ,其输入为速度和加速度信号 ,输出为作动器的控制电压。在 HCM- 1亚微米超精密车床上进行铅垂方向的振动控制实验 ,取得了良好的效果     

精密机床的模糊PID主动隔振系统研究

针对外界振动影响精密机床加工精度的问题,在二级隔振系统的基础上,采用超磁致伸缩作动器作为执行机构,建立系统的动力学模型。根据精密机床的加工工况复杂多变的特点,提出采用模糊PID控制方法对机床的振动干扰进行主动控制。通过MATLAB/Simulink搭建隔振系统的仿真模型,分析比较被动隔振、采用PID控制和引入模糊PID控制时的隔振效果。仿真结果表明,模糊PID主动隔振系统具有更好的隔振效果,其相对被动隔振的稳定时间短,对低频干扰信号的隔离效果好;相对PID控制对系统参数变化的适应性强。     

纳米级大尺度超精密线位移测量方法的研究

在研究纳米级超精密机床的检测过程中，针对机床的加工要求，提出了纳米级大尺度超精密线位移误差的检测采用宏微线位移测量方法，并应用于超精密机床的检测。检测结果表明，该方法可以利用现有精密测量仪器满足检测超精密机床的要求。     

亚微米超精密车床振动的神经网络控制

提出了以空气弹簧和为被动隔振元件,神经网络控制的电磁作动器作为主动隔振元件的隔振系统,分析了以相对位移、等作为反馈变量条件下的系统振动传递率,证明了主、、被动隔振相结合的隔振系统于超精密度床的有效性。     

振动主动控制中电磁作动器动态特性的研究

分析了电磁作动器的动态特性及其对振动主动控制系统振动传递率的影响。振动传递率不仅受作动器动态特性的影响,而且还与反馈变量的选取有关。因此,在实际控制系统中应选择绝对位移、速度、加速度及加加速、绝对位移的积分和相对位移、速度、加速度及加加速度、相对位移的积分的不同组合作为反馈变量,以期取得良好的隔振效果。     

超精密机床的主动隔振系统研究

本文以ＨＣＭ－Ｉ型亚微米超精密车床为研究背景,在分析了机床结构与振动的基础上,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验,表明：采用主动隔振可以明显提高机床减振性能,尤其对低频隔振效果较好。     

电火花加工机床主轴头振动测试

对国产电火花加工机床主轴头振动进行了测试，并与进口精密电火花加工机床主轴头的振动进行了比较，给出了多种振动波形。     

机床磁悬浮平台系统机电耦合动力学性能分析

根据磁悬浮支承系统特有的刚度、阻尼特性理论和机床工作平台振动特点建立了主动磁悬浮导轨支承机床工作平台系统的机电耦合动力学模型,并用不同的控制参数对其进行机电耦合动力学性能分析.结果表明调节控制电参数可以改善磁悬浮导轨机床工作平台系统的动力学性能.该研究结果为超高速超精密加工机床工作平台的设计包括平台结构、电磁铁设计以及控制器参数设置等提供了理论依据.     

基于部分解调提前反馈的光纤陀螺振动误差抑制技术

振动环境下光纤陀螺性能的变化称为振动误差,抑制或消除振动误差是光纤陀螺实用化的必然要求。分析了全数字闭环光纤陀螺反馈延迟对闭环跟踪性能的影响,揭示了振动误差的机理是振动环境引入的扰动不能得到较好的抑制,从而引入附加相移误差。为了抑制附加相移误差,在保证闭环稳定的条件下,提出了部分解调提前反馈方法。理论和仿真分析了不同提前反馈比例下陀螺闭环的附加相移误差,在振动测试台上实测了不同提前反馈比例时引入的附加相移及陀螺输出,结果表明增加提前反馈比例时附加相移误差减小,陀螺振动误差同步相应减小。部分解调提前反馈方法适用于不同的调制方式,可在不修改结构、光路等硬件设计的条件下提高光纤陀螺振动环境适应性。     

一类相对转动系统的复杂运动及时滞速度反馈控制

研究一类典型的相对转动系统的系统参数引起的复杂运动(如混沌运动和安全域侵蚀),并对系统施加时滞速度反馈来控制系统的这些复杂动力学行为,从而保障系统的振动可靠性。利用Melnikov函数法获得时滞速度反馈控制相对转动系统产生混沌和安全域分岔的临界激励;并数值模拟了系统在不同控制参数条件下的动力学行为,从而验证了理论分析的正确性。研究结果表明,在正的反馈增益系数下,时滞速度反馈能够有效地用于控制相对转动系统的混沌运动和安全域侵蚀。     

铁路环境振动对厂房内精密仪器的影响分析

以龙烟铁路沿线厂房内的精密仪器为研究对象,利用有限元法,建立轨道-桥梁及桥墩-基础-土体计算模型,计算货车在不同运行速度下引起的大地振动响应,得出振动加速度、速度及位移沿距离的衰减规律,分析铁路环境振动对铁路沿线厂房内精密仪器的影响。研究表明：列车速度对振动响应的影响较大,速度越高,地面上相同位置上的振动响应越大;振动加速度、速度和位移沿距离的衰减特性基本一致,呈现指数曲线的衰减规律;若不考虑精密仪器的自身隔振能力,两列货车以120km/h和100km/h的速度在精密仪器附近交会时,加速度、位移及y方向的速度预测值满足仪器振动限值要求,x和z方向的速度预测值超出了仪器振动限值要求;考虑精密仪器自身基础的隔振能力后,振动预测值均满足仪器振动限值要求。     

气动主-被动一体化隔振器控制策略分析

首先分析气动主-被动一体化隔振器采用负载加速度、位移、气腔压力反馈和基座加速度前馈时的隔振性能。分析表明负载加速度反馈能增大系统阻尼比．衰减谐振峰；负载绝对位移反馈能降低系统低频传递率，相对位移反馈对系统特性没有改进；系统中没有机械弹簧时．气腔压力反馈的作用与加速度反馈类似，有机械弹簧时，压力反馈不会有明显效果；在负载加速度反馈的基础上引入基座加速度前馈能进一步改进隔振性能。然后应用负载加速度反馈和基座加速度前馈对隔振器进行了主动隔振实验，实验结果与分析结果相符。也将自适应滤波算法应用于隔振器的主动控制，取得了更好的振动抑制效果。     

高技术设备随机微振动环境评价指标

首先,简述高技术领域微振动环境评价指标的意义,介绍随机微振动环境的均方根速度评价指标,它不同于普通振动的位移与加速度,综合地描述了随机扰动的统计特性与中心频率效应。然后,按照不同振动敏感性与要求,将扰动环境划分为五类,给出相应的均方根速度上限及其频谱。最后,通过一个环境速度扰动的例子说明评价指标的应用。     

微机电数字地震检波器设计及误差标定补偿方法

研制一种新型数字硅MEMS地震检波器，集成三支硅MEMS陀螺与加速度计，可提供三维加速度、速度、角速度及位移等振动信息，可提高检波器的信息量及效率；提出的基于无需指北单轴速率转台的硅MEMS地震检波器六位置正反速率标定方法，不仅可提高标定精度与效率，且可减小标定工作量。并经实验验证该数字硅MEMS地震检波器样机及标定补偿方法的可行性与适用性。     

滚动轴承振动加速度信号积分测试技术研究

滚动轴承出厂时需要根据国家标准进行振动检测。对滚动轴承的振动进行测量的方法主要是采用速度型测振和加速度型测振。由于速度型测振仪和加速度型测振仪所采用的传感器不同,两者的测量结果有相关性,但测量结果并不一致。传统的轴承测振仪采用模拟电路,对加速度信号进行准确积分,难度较大;随着计算机测量技术的迅速发展,运用数字量测试和积分技术,可以采用对加速度信号进行积分得到速度的方法进行测试。通过对轴承的加速度信号进行积分,进行振动速度测量,可以在同样的测试条件下对轴承的振动加速度和振动速度进行比较,具有实际应用价值。本文采用数字量测试技术,以深沟球轴承为研究对象,对加速度积分算法进行研究,利用MATLAB和Lab VIEW软件编写了数字滤波器和时域积分算法,减去了时域积分产生的趋势项,降低了趋势项误差。通过实际测量实验,所得结果与轴承行业所用的标准精密模拟积分器所得结果具有较好的一致性,可以满足轴承振动速度测量的需要。     

Vibration measurement by temporal Fourier analyses of a digital hologram sequence

A method for whole-field noncontact measurement of displacement, velocity, and acceleration of a vibrating object based on image-plane digital holography is presented. A series of digital holograms of a vibrating object are captured by use of a high-speed CCD camera. The result of the reconstruction is a three-dimensional complex-valued matrix with noise. We apply Fourier analysis and windowed Fourier analysis in both the spatial and the temporal domains to extract the displacement, the velocity, and the acceleration. The instantaneous displacement is obtained by temporal unwrapping of the filtered phase map, whereas the velocity and acceleration are evaluated by Fourier analysis and by windowed Fourier analysis along the time axis. The combination of digital holography and temporal Fourier analyses allows for evaluation of the vibration, without a phase ambiguity problem, and smooth spatial distribution of instantaneous displacement, velocity, and acceleration of each instant are obtained. The comparison of Fourier analysis and windowed Fourier analysis in velocity and acceleration measurements is also presented.     

Vibrations of a Nonlinear Mechanical System Simulating a Cracked Body

The paper presents the results of numerical investigation of forced and damped vibrations of a mechanical system with a bilinear restoring force, which simulates a closing crack. Among the vibration characteristics studied, the most damage-sensitive ones are the level of nonlinear distortions and relative amplitudes of the displacement, velocity, and acceleration waves in super- and subresonance vibrations. At the same time, these characteristics are shown to depend substantially on the level of vibration damping in the system.     

Dynamic investigation and optimal design of a novel fluid coupling shock absorber for dual demand of vibration and impact safety of precision systems

Summary The aim of this article is to provide a systematic investigation to the design or optimal design of the shock absorber for the protection of a precision system as electronic packaging system in harsh vibration-impact environment. To get the dual demand of resisting violent impact and attenuating vibration in vibration-impact-safety for precision equipment or components, a novel micro fluid coupling damping shock absorber is designed and manufactured through coupling the oil, rubber ball and spring by ingenious tactics. The physical mechanism of the actual shock absorber is systematically investigated. The experimental results of the key-model machine in dynamic tests show complex nonlinear dynamic characteristics. Based on the test, the nonlinear dynamic model for the shock absorber is presented by analyzing the internal fluid dynamic phenomenon with respect to the shock absorber. Comparisons with experimental data confirm the validity of the model. The model is integrated by introducing normalization measure in progress. The approximate formulae are deduced by introducing some transformation tactics. These approximate theoretical formulae include the output response of the system, absolute acceleration transmissibility in vibration or impact, and the maximum relative displacement in impact process etc. So the optimal model for parameters matching the design is built. The parameters matching the design are discussed based on an approximate solution in progress. Finally, an example of the applied product is described.