[发明专利]无角位移主被动复合式减振系统及其方法

权利要求书

1.无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，该系统包括：主被动减振器（10）、加速度传感器（12）、位移传感器（13）、数据处理单元（14）、控制单元（15）、功率放大单元（16）和载体（17）；所述主被动减振器（10）产生主动减振力，在被动减振的基础上进一步降低载体（17）传递到被减振设备（11）的振动；加速度传感器（12）测量被减振设备（11）的加速度；位移传感器（13）测量载体（17）和被减振设备（11）间的相对距离；数据处理单元（14）接收加速度传感器（12）和位移传感器（13）的发出的加速度信号和位移信号后，传递给控制单元（15），控制单元（15）输出信号经功率放大单元（16）驱动主被动减振器（10），带动被减振设备（11）移动到设定位置；所述主被动减振器（10）和位移传感器（13）放置在载体（17）上，被减振设备（11）放置在主被动减振器（10）上端，加速度传感器（12）放置在被减振设备（11）上方；所述加速度传感器（12）和位移传感器（13）分别与数据处理单元（14）连接，数据处理单元（14）与控制单元（15）连接，控制单元（15）与功率放大单元（16）连接，功率放大单元（16）与主被动减振器（10）连接。

2.如权利要求1所述的无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，所述主被动减振器（10）包括：底座、阻尼块（2）、永磁体（3）、骨架（4）、线圈（5）、碟簧（6）、作用杆（7）、球头（8）、磁钢板（1）和凹形磁钢（9）；所述凹形磁钢（9）位于底座上，永磁体（3）固定在凹形磁钢（9）的中心，阻尼块（2）固定在凹形磁钢（9）的内周两侧；所述骨架（4）为倒U型，其置于永磁体（3）的上端，两下脚分别与阻尼块（2）接触；凹形磁钢（9）上端面放置一磁钢板（1），碟簧（6）放置在磁钢板（1）上，线圈（5）缠绕在永磁体（3）上方的骨架（4）上，骨架（4）通过作用杆（7）与球头（8）连接。

3.如权利要求2所述的无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，所述磁钢板（1）、凹形磁钢（9）和永磁体（3）构成封闭磁路。

4.如权利要求2所述的无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，所述阻尼块（2）的材料为橡胶。

5.如权利要求2所述的无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，所述永磁体（3）的材料为稀土。

6.如权利要求1所述的无角位移主被动复合式减振系统，其特征在于，所述主被动减振器（10）、加速度传感器（12）和位移传感器（13）的安装位置与载体（17）间的相对位置相等。

7.基于权利要求1所述的无角位移主被动复合式减振系统的减振方法，其特征在于，所述减振方法包括如下步骤：

步骤一：设定被减振设备（11）的期望振动加速度为0，实际加速度由加速度传感器（12）测量；设定载体（17）和被减振设备（11）的期望相对距离为固定值，实际距离由位移传感器（13）测量；

步骤二：实际加速度和期望振动加速度之差，经由数据处理单元（14）处理后，传输到控制单元（15）；期望相对距离和实际距离之差经由数据处理单元（14）处理后，传输到控制单元（15）；

步骤三：所述控制单元（15）利用两路输入信号产生控制信号并输出，经功率放大器放大后驱动主被动减振器（10），主被动减振器（10）在被减振设备（11）上产生主动减振力，抵消或减小载体（17）传递到被减振设备（11）上的振动力，并带动被减振设备（11）移动到设定位置。

8.如权利要求7所述的减振方法，其特征在于，所述步骤二中实际加速度的方向为竖直方向；实际距离的方向为竖直方向。

9.如权利要求7所述的减振方法，其特征在于，所述步骤三中所述控制算法采用双积分PI控制算法。