[发明专利]一种基于智能压电阵列的微振动抑制平台及其控制方法

权利要求书

1.一种基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，包括上平台（11）、下平台（13）以及均布在上平台（11）、下平台（13）之间的阻尼器（10），阻尼器（10）包括主阻尼器和副阻尼器；阻尼器（10）呈倾斜状，主阻尼器与副阻尼器交错排布；所述阻尼器（10）包括外套筒（9）、位于阻尼器（10）中轴线的主轴杆（2）和设于外套筒中部的压电叠堆阵列（8），压电叠堆阵列（8）两端各设有两个主轴杆（2）；所述压电叠堆阵列（8）至少包括两个压电叠堆，各压电叠堆相对于主轴杆（2）对称分布，该阵列的中心为空心；阻尼器（10）共有八根，分为四根主阻尼器和四根副阻尼器，四根主阻尼器和四根副阻尼器分别为轴对称关系；其中四根主阻尼器均匀分布一周，其间距角为90˚；四根主阻尼器的轴线延长线相交于一点，该点在上平台（11）表面上投影点与上平台（11）的圆心相重合；四根副阻尼器均匀分布一周，其间距角为90˚，与四根主阻尼器间隔分布；副阻尼器轴线在下平台（13）表面上的投影线与其中一根相邻主阻尼器轴线在下平台（13）表面上的投影线平行，与另一根相邻主阻尼器轴线在下平台（13）表面上的投影线垂直；副阻尼器轴线的延长线与其中一根相邻主阻尼器轴线的延长线相交于一点。

2.根据权利要求1所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述压电叠堆阵列（8）的两端与主轴杆（2）端部之间设有第一挡块（7），所述主轴杆（2）与外套筒（9）之间设有直线轴承（6）和第二挡块（4）；直线轴承（6）设于主轴杆（2）的端部，第二挡块设于主轴杆（2）的中部，第二挡块（4）和直线轴承（6）之间设有预紧弹簧（5）。

3.根据权利要求2所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述阻尼器（10）包括被动隔振段（3），所述被动隔振段（3）一端抵靠外套筒（9）的端部，另一端抵靠第二挡块（4）。

4.根据权利要求2所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述第一挡块（7）块背向压电叠堆阵列（8）的表面设有凹弧，主轴杆（2）的端部为与该凹弧对应的凸弧。

5.根据权利要求1所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述主轴杆（2）包括端部的膨胀段（22）和主体段（21），膨胀段（22）直径大于主体段（21）直径。

6.根据权利要求2所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述直线轴承（6）设于膨胀段（22）与外套筒（9）之间，预紧弹簧（5）一端抵靠膨胀段（22）突出的平台处。

7.根据权利要求1所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述主轴杆（2）末端伸出外套筒（9），末端设有连接盘（1）；所述上、下平台上设有用于固定连接盘（1）的连接座（12）；所述连接盘（1）与主轴杆（2）垂直，所述连接座（12）表面呈倾斜状。

8.根据权利要求1所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，其特征在于，所述上平台（11）下表面设有检测单元以及控制单元；

所述检测单元包括与阻尼器数量对应的加速度传感器（14），用于检测振动信号；

所述控制单元包括压电叠堆驱动器、压电叠堆控制器及工控机；工控机根据接收的振动信号和内部的控制算法输出控制信号，控制压电叠堆驱动器；压电叠堆驱动器将接收到的控制信号处理后输出驱动信号，驱动运动杆内的压电叠堆工作。

9.一种基于智能压电阵列的微振动抑制平台的控制方法，其特征在于，基于权利要求1~8任一项所述的基于智能压电阵列的微振动抑制平台，所述控制方法基于多目标模糊控制算法，具体包括以下步骤：

（1）以各压电叠堆实际位置与其期望位置之间的偏差和偏差变化率为输入，以所述压电叠堆专用控制器输入电压变化量为输出；

（2）采用模糊约束的梯形分布隶属函数实现对各输入量和输出量的模糊化处理；建立因素集和评判集，通过因素集到评判集的模糊映射建立单因素模糊评判矩阵；

（3）针对因素集建立权重集，最终建立模糊综合评价集，依此建立模糊输入量与输出量之间的模糊关系；

（4）根据该模糊关系采用模糊推理得出控制器输出量的模糊值；

（5）通过解模糊器将模糊量转化为精确量输出给所述压电叠堆控制器，实现各压电叠堆的精确控制。