[发明专利]一种主动减震隔振装置

权利要求书

1.一种主动减震隔振装置，其特征在于，包括：

基座，其具有振动干扰；

隔振平台，与所述基座相对设置并对基座进行减振、隔振；

多个隔振执行模块，连接所述基座和所述隔振平台，每一所述隔振执行模块具有可调的阻尼；

多个速度传感器，设置在所述隔振平台上，用于得到所述隔振平台的物理轴速度信号；

控制模块，用于根据分数阶天棚阻尼控制技术将所述物理轴速度信号调节成物理轴天棚阻尼力信号；以及

多个驱动力执行器，连接所述控制模块和所述隔振平台，用于将所述物理轴天棚阻尼力信号作用于所述隔振平台，以对隔振平台进行实时调节和补偿。

2.根据权利要求1所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一物理轴到逻辑轴转换矩阵单元，用于将所述物理轴速度信号转化为逻辑轴速度信号；

多个轴向的分数阶天棚阻尼调节器，用于将所述逻辑轴速度信号转化为逻辑轴天棚阻尼力信号；

逻辑轴到物理轴转换矩阵单元，用于将所述逻辑轴天棚阻尼力信号转化为物理轴天棚阻尼力信号。

3.根据权利要求2所述的主动减震隔振装置，其特征在于，每一轴向的所述分数阶天棚阻尼调节器包括：

比例增益器，用于将所述逻辑轴速度信号修正为线性天棚阻尼力信号；

微分增益器和分数阶微分器，用于将所述逻辑轴速度信号修正为非线性天棚阻尼力信号，所述微分增益器调节所述非线性天棚阻尼力信号的幅值，所述分数阶微分器调节所述非线性天棚阻尼力信号的衰减率；

第一求和器，用于叠加所述线性天棚阻尼力信号和所述非线性天棚阻尼力信号，得到所述逻辑轴天棚阻尼力信号。

4.根据权利要求3所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述分数阶微分器的微分阶数的范围为大于等于0而小于1。

5.根据权利要求4所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述微分阶数的范围为0.5～0.9。

6.根据权利要求2所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述主动减震隔振装置还包括多个位置传感器，所述多个位置传感器设置在所述隔振平台上，用于得到所述隔振平台的物理轴位置信号，

而且，所述控制模块还包括第一控制环路，所述第一控制环路包括：

第二物理轴到逻辑轴转换矩阵单元，用于将所述物理轴位置信号转化为逻辑轴位置信号；

多轴向求和比较器，用于将所述逻辑轴位置信号与基于所述隔振平台重心的逻辑轴期望位置信号进行比较以得到逻辑轴位置误差信号；

多轴向位置控制器，用于将所述逻辑轴位置误差信号转化为逻辑轴驱动力信号，

其中，所述逻辑轴驱动力信号通过所述逻辑轴到物理轴转换矩阵单元转化为物理轴驱动力信号，所述物理轴驱动力信号通过所述多个驱动力执行器作用于所述隔振平台。

7.根据权利要求6所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述控制模块还包括第二控制环路，所述第二控制环路包括：

二阶微分算子，用于将所述逻辑轴期望位置信号转换为逻辑轴期望加速度信号；

前馈增益环节，用于将所述逻辑轴期望加速度信号转换为逻辑轴前馈驱动力信号，

其中，所述逻辑轴前馈驱动力信号通过所述逻辑轴到物理轴转换矩阵单元转化为物理轴前馈驱动力信号，所述物理轴前馈驱动力信号通过所述多个驱动力执行器作用于所述隔振平台。

8.根据权利要求2所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述主动减震隔振装置还包括多个伺服控制阀，每一所述伺服控制阀连接一气动隔振执行模块和所述气源，

而且，所述控制模块还包括第三控制环路，所述第三控制环路包括：

一阶微分算子，用于将所述物理轴速度信号转换为物理轴加速度信号；

低通滤波器，用于对所述物理轴加速度信号进行滤波以得到低频加速度信号；

转换因子，用于将所述低频加速度信号转换为气动伺服力信号，

其中，所述气动伺服力信号控制每一所述伺服控制阀调节所述气源对每一气动隔振执行模块供给的气压。

9.根据权利要求8所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述低通滤波器的低通截止频率范围为0.2～0.6Hz。

10.根据权利要求9所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述低通滤波器的低通截止频率为0.3Hz。

11.根据权利要求1所述的主动减震隔振装置，其特征在于，所述隔振执行模块为气动隔振执行模块，多个气动隔振执行模块连接所述基座和所述隔振平台，每一所述气动隔振执行模块包括空气弹簧和空气阻尼器，所述空气弹簧具有可调的刚度，所述空气阻尼器具有可调的阻尼系数；以及气源，用于为所述多个气动隔振执行模块供给气压。