【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微振动抑制相关，更具体地，涉及一种减振系统的主动阻尼控制方法及减振系统。
技术介绍
1、微振动抑制近些年来在高精度测量仪器、光刻、航空航天等领域得到了广泛应用。而随着该领域的加工精度和测量精度的提升，对减振系统的高频隔振性能提出了更高的要求。减振系统的目的是减小外部扰动向系统敏感部分的传递，改善系统敏感部分的振动特性。传统被动减振系统由弹簧和阻尼器并联，弹簧和阻尼器可以减小系统敏感部分对外部扰动的响应，从而达到隔离振动的目的。
2、长期以来，较多研究一直致力于被动减振系统的设计与应用研究，研究发现，传统被动减振系统不能协调共振响应与高频衰减之间的矛盾，制约了减振系统性能的进一步提高。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种减振系统的主动阻尼控制方法及减振系统，解决了传统被动减振系统制约了减振系统性能进一步提高的问题，通过主动阻尼控制可进一步提高减振系统的减振性能。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种减振系统的主动阻尼控制方法，所述减振系统设置在负载和地基之间，用于实现负载的减振，所述减振系统包括主动阻尼结构，所述主动阻尼结构在主动阻尼控制器的控制下输出控制力以实现主动阻尼控制，所述主动阻尼控制方法包括：
3、建立动力学模型，其中所述动力学模型包括所述减振系统的动力学关系式以及所述主动阻尼结构的输出控制力的阻尼关系式；
4、根据所述动力学模型，建立主动阻尼控制器的输出
5、根据所述减振系统进行主动阻尼控制时的主动振动传递率，确定所述输出模型的参数；
6、根据所述输出模型，主动阻尼控制器控制所述主动阻尼结构输出控制力实现主动阻尼控制。
7、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，所述动力学模型具体为：
8、
9、
10、其中，负载m1与地基m2的振动位移分别为x1(t)和x2(t)，振动速度分别为和m1的加速度为fa(t)为所述主动阻尼结构的输出控制力；c为所述减振系统中的被动阻尼；k为所述减振系统中的被动刚度；ct1为天棚阻尼系数；ct2为地棚阻尼系数。
11、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，根据所述动力学模型，建立主动阻尼控制器的输出模型，具体包括：
12、根据所述主动阻尼结构的输出控制力的阻尼关系式，对应建立所述输出模型，其中，所述主动阻尼结构的输出控制力的阻尼关系式中的振动速度数据通过设置在地基上的绝对速度传感器或者设置在负载和地基之间的相对位移传感器获取；
13、具体地，采用设置在地基上的绝对速度传感器时：
14、ct1＝0，ct2＝-cr；
15、采用设置在负载和地基之间的相对位移传感器时：
16、ct2＝-cr，ct1＝cr，
17、其中，s为微分环节；xrp(t)为负载和地基之间的相对位移。
18、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，建立主动阻尼控制器的输出模型，还包括：
19、基于一阶高通滤波器和一阶低通滤波器对绝对速度传感器或者相对位移传感器检测数据的滤波结果，建立所述输出模型。
20、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，采用设置在地基上的绝对速度传感器时，所述输出模型havff为：
21、
22、havff(s)＝-cr；
23、其中，为一阶高通滤波器；为一阶低通滤波器。
24、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，采用设置在地基上的绝对速度传感器时，所述一阶高通滤波器为：
25、
26、其中，高通滤波频率
27、一阶低通滤波器为：
28、
29、其中，低通滤波频率
30、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，采用设置在负载和地基之间的相对位移传感器时，所述输出模型hrvfb为：
31、
32、hrvfb(s)＝cr；
33、其中，为一阶高通滤波器；为一阶低通滤波器。
34、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，采用设置在负载和地基之间的相对位移传感器时，所述一阶高通滤波器为：
35、
36、其中，高通滤波频率
37、一阶低通滤波器为：
38、
39、其中，低通滤波频率
40、根据本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法，根据所述减振系统主动阻尼控制时的主动振动传递率，确定所述输出模型的参数，具体包括：
41、赋予所述输出模型初始参数，获取所述减振系统在该初始参数下进行主动阻尼控制时主动振动传递率的实际测试结果；
42、对所述输出模型的参数进行更新调试，根据不同参数下所述减振系统进行主动阻尼控制时主动振动传递率实际测试结果的对比，确定所述输出模型的参数。
43、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种减振系统，所述减振系统设置在负载和地基之间，用于实现负载的减振，所述减振系统包括主动阻尼结构，所述主动阻尼结构在主动阻尼控制器的控制下输出控制力以实现主动阻尼控制，所述减振系统还包括主动阻尼控制装置，所述主动阻尼控制装置包括：
44、动力学模型建立模块，用于建立动力学模型，其中所述动力学模型包括所述减振系统的动力学关系式以及所述主动阻尼结构的输出控制力的阻尼关系式；
45、输出模型建立模块，用于根据所述动力学模型，建立主动阻尼控制器的输出模型；
46、模型参数确定模块，用于根据所述减振系统进行主动阻尼控制时的主动振动传递率，确定所述输出模型的参数；
47、控制模块，用于根据所述输出模型，主动阻尼控制器控制所述主动阻尼结构输出控制力实现主动阻尼控制。
48、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的减振系统的主动阻尼控制方法及减振系统：
49、1.基于主动阻尼结构控制输出力的阻尼关系式建立动力学模型以及主动阻尼控制器的输出模型，使得按照该输出模型进行减振控制时能够实现系统的主动阻尼控制，主动阻尼控制相比传统被动控制能够更好的响应外界振动，从而有利于更好协调共振响应与高频衰减之间的矛盾，进一步提高减振系统的减振性能；且输出模型的参数根据主动阻尼控制时的主动振动传递率确定，主动振动传递率能反应实际的减振效果，使得确定的输出模型具有较好的实际减振效果；
50、2.基于地棚阻尼原理提出两种主动阻尼控制的具体实现方式，即地基绝对速度前馈方案以及相对速度反馈控制方案，经验证，两种实现方案均能够提升减振系统的主动减振性能，尤其可实现主动减振系统的高频减振性能提升；
51、3.提出了基于主动阻尼控制时主动振动传递率的输出模型参数确定方法，确定的输出模型具有较好的实际减振效果。
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1.一种减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述减振系统设置在负载和地基之间，用于实现负载的减振，所述减振系统包括主动阻尼结构，所述主动阻尼结构在主动阻尼控制器的控制下输出控制力以实现主动阻尼控制，所述主动阻尼控制方法包括：
2.如权利要求1所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述动力学模型具体为：
3.如权利要求2所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，根据所述动力学模型，建立主动阻尼控制器的输出模型，具体包括：
4.如权利要求3所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，建立主动阻尼控制器的输出模型，还包括：
5.如权利要求4所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，采用设置在地基上的绝对速度传感器时，所述输出模型HAVFF为：
6.如权利要求5所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，采用设置在地基上的绝对速度传感器时，所述一阶高通滤波器为：
7.如权利要求4所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，采用设置在负载和地基之间的相对位移传感器时，所述输出模型HRVFB为：
8.如权利要求7所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，采用设置在负载和地基之间的相对位移传感器时，所述一阶高通滤波器为：
9.如权利要求1-8中任一项所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，根据所述减振系统主动阻尼控制时的主动振动传递率，确定所述输出模型的参数，具体包括：
10.一种减振系统，其特征在于，所述减振系统设置在负载和地基之间，用于实现负载的减振，所述减振系统包括主动阻尼结构，所述主动阻尼结构在主动阻尼控制器的控制下输出控制力以实现主动阻尼控制，所述减振系统还包括主动阻尼控制装置，所述主动阻尼控制装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述减振系统设置在负载和地基之间，用于实现负载的减振，所述减振系统包括主动阻尼结构，所述主动阻尼结构在主动阻尼控制器的控制下输出控制力以实现主动阻尼控制，所述主动阻尼控制方法包括：
2.如权利要求1所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述动力学模型具体为：
3.如权利要求2所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，根据所述动力学模型，建立主动阻尼控制器的输出模型，具体包括：
4.如权利要求3所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，建立主动阻尼控制器的输出模型，还包括：
5.如权利要求4所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征在于，采用设置在地基上的绝对速度传感器时，所述输出模型havff为：
6.如权利要求5所述的减振系统的主动阻尼控制方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小清，张争光，袁忠湘，成茂洲，张重阳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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