[发明专利]一种多自由度的音圈隔振抑振结构及其控制方法

权利要求书

1.一种多自由度音圈隔振抑振结构，其特征在于：采用两个作动器将安装平台和基座串联起来，每个作动器包括：动力部分、支撑结构和测量部分；支撑结构用于提供并保持动力部分初始状态，便于其运动，测量部分用于测量动力部分的运动情况；

所述动力部分包括：各作动器中的上音圈电机和下音圈电机，所述上音圈电机包括上音圈电机线圈和上音圈电机磁体，所述上音圈电机线圈与作动杆固定连接，所述上音圈电机磁体与过渡平台固定连接，上音圈电机线圈位于上音圈电机磁体内部的环形槽中，通过膜簧支撑起来；下音圈电机包括下音圈电机线圈和下音圈电机磁体，下音圈电机线圈与过渡平台固定连接，下音圈电机磁体与外部总体结构中的基座固定连接，下音圈电机线圈位于下音圈电机磁体内部的环形槽中，通过膜簧支撑；

支撑结构包括：过渡平台、电机底座、支撑柱、作动杆、连接块、压槽、压片和膜簧；电机底座将各作动器固定安装在基座上；四个支撑柱以90°的夹角均匀分布安装在电机底座和过渡平台上，支撑柱上安装压槽，通过压片分别将膜簧外圈固定安装在电机底座与过渡平台上；膜簧内圈通过连接块，分别将下音圈电机线圈与过渡平台、上音圈电机线圈与作动杆固定连接；作动杆分别将两个作动器与安装平台固定连接；膜簧除了提供轴向位移外，还能进行小角度的翻转，从而能进行包括平动和转动的多个自由度的隔振/抑振；过渡平台在上下音圈电机运动下可在安装平台与基座之间相对运动；

测量部分包括:相对位移传感器、速度传感器和传感器支架；相对位移传感器通过传感器支架安装在作动杆上；速度传感器固定在过渡平台外边缘；测量部分的输出提供给外部控制器。

2.根据权利要求1所述一种多自由度音圈隔振抑振结构，其特征在于：所述的音圈电机均采用型号为LA34-37-000A的音圈电机。

3.根据权利要求1所述一种多自由度音圈隔振抑振结构，其特征在于：所述的膜簧由铍青铜片(QBe2)切花制成。

4.根据权利要求1所述一种多自由度音圈隔振抑振结构，其特征在于：所述安装平台、过渡平台、基座、电机底座、支撑柱和作动杆均用45号钢材料制造，连接块、压槽、压片采用铝合金制造。

5.根据权利要求1所述一种多自由度音圈隔振抑振结构，其特征在于：所述相对位移传感器的型号为CWY-D0-502，速度传感器的型号为CS-YD-004。

6.一种采用权利要求1所述的多自由度音圈隔振抑振结构的控制方法，其特征在于：包括各作动器中上音圈电机的控制方法和下音圈电机的控制方法：

所述上音圈电机的控制方法为：

对于上音圈电机，当安装平台与各过渡平台受到干扰力而发生相对运动时，两个作动器中作动杆发生位移，相对位移传感器会将其相对位移信号传递给外部控制器，控制器经过电路运算后向各作动器中上音圈电机线圈输出相应电流，使各自的线圈部分和磁体部分发生相对运动，并最终使安装平台和过渡平台产生稳定的相对位移，提供与干扰力等效的负刚度；通过调节控制器传递函数的参数，使负刚度的大小等于下膜簧所提供的正刚度，从而使整体刚度趋于无穷大；

下音圈电机的控制方法具体为：

对于下音圈电机，当基座发生振动时，速度传感器将各作动器过渡平台的速度信号传递给外部控制器，经过电路运算后向下音圈电机输出电流，产生一个与速度成比例的电磁阻尼力；通过调节控制器参数改变阻尼系数的大小，在振动扰动的低频段时增加阻尼系数抑制共振，高频段减小阻尼系数增加振动衰减速率，从而获得良好的隔振性能。