[发明专利]振动隔离系统及方法

权利要求书

1、一种用于把质量与振动隔离的系统，包括：

适于连接到所述质量32的致动器34，该致动器34对组合控制信号46做出响应；

适于被连接成测量质量32的位置的位置传感器36，该位置传感器36生成位置信号38；

比较器51，其响应于位置信号38和位置设置点信号58而生成位置误差信号50；以及

组合控制器40，其响应于位置误差信号50而生成组合控制信号46；

其中，当位置误差信号50处于操作范围之外时，组合控制器40调节所述组合控制信号46，以便改变系统特性。

2、权利要求1的系统，其中，所述致动器34是洛伦兹电动机。

3、权利要求1的系统，其中，所述组合控制器40包括线性控制器42和非线性控制器44，该线性控制器42为组合控制信号46提供线性分量，并且该非线性控制器44为所述组合控制信号46提供非线性分量。

4、权利要求3的系统，其中，线性控制器42和非线性控制器44被连接在从包括串行控制结构和并行控制结构的组中选择的控制结构内。

5、权利要求3的系统，其中，所述非线性分量具有处于操作范围之外的渐进刚度部分。

6、权利要求3的系统，其中，所述非线性分量具有处于操作范围内的操作范围部分，其具有从包括零刚度、最小刚度以及预定刚度的组中选择的基本刚度。

7、权利要求5的系统，其中，所述渐进刚度部分的形状是从包括阶跃、倾斜线性、抛物线、双曲线、圆锥曲线及其组合的组中选择的。

8、权利要求5的系统，其中，所述渐进刚度部分具有平滑过渡部分。

9、权利要求1的系统，其中，所述操作范围是零位置误差周围的正或负100μm。

10、权利要求3的系统，还包括求和节点56，该求和节点响应于线性控制信号52和非线性控制信号54而生成组合控制信号46；

其中，非线性控制器44包括：

第一增益元件80，其响应于位置误差信号50而生成第一经缩放的位置误差信号84；

第一函数发生器86，其响应于该第一经缩放的位置误差信号84而生成负输入控制信号90；

反相器92，其响应于该负输入控制信号90而生成反相的负输入控制信号94；

第二函数发生器88，其响应于该第一经缩放的位置误差信号84而生成正输入控制信号96；

求和节点98，其响应于该反相的负输入控制信号94和该正输入控制信号96而生成正控制信号100；

第二增益元件82，其响应于该位置误差信号50而生成第二经缩放的位置误差信号106；

乘法器108，其响应于该正控制信号100和该第二经缩放的位置误差信号106而生成非线性控制信号54。

11、权利要求10的系统，还包括限制器102，其响应于所述正控制信号100而生成受限控制信号104，该受限控制信号104被提供到所述乘法器108作为正控制信号100。

12、权利要求10的系统，其中，第一函数发生器86与第二函数发生器88至少其中之一是二极管-电阻器电路。

13、权利要求10的系统，其中，所述第二增益元件82是比例-微分(PD)控制器。

14、权利要求3的系统，还包括求和节点56，其响应于线性控制信号52和非线性控制信号54而生成组合控制信号46；

其中，非线性控制器44包括：

第一增益元件180，其响应于位置误差信号50而生成经缩放的位置误差信号184；

函数发生器186，其响应于该经缩放的位置误差信号184而生成输入控制信号190；以及

第二增益元件182，其响应于该输入控制信号190而生成非线性控制信号54。

15、权利要求14的系统，还包括限制器102，其响应于所述非线性控制信号54而限制该非线性控制信号54。

16、权利要求14的系统，其中，所述函数发生器186是双二极管-电阻器电路。

17、权利要求1的系统，其中，所述质量32是用于主动振动隔离的有效载荷隔离系统中的参考质量。