复合作动器复合方式对平台主动隔振影响分析

陶 帅，白鸿柏，顾 伟

(1.63956部队，北京 100093;2.军械工程学院 自行火炮教研室，石家庄 050003;3.73906部队51分队，南京 210028)

微隔振平台在军工领域需要较宽的隔振频带和隔振的高效率，具有驱动、传感功能的压电驱动结构为微动平台主动隔振系统的建立提供了一种途径。致动器作为微隔振平台自适应控制的重要组成部件，它不仅具有结构承载功能，还具有驱动和传感的功能，压电主动元件研制成为发展自适应结构控制的关键问题之一。在Umland等［1］研制了低电压驱动的第三代主动元件后。在国内，芮小健等［2］对压电叠堆谐振特性进行了理论与实验研究;叶青等［3］开展了航天压电陶瓷致动器的设计与实验研究;李俊宝［4，5］研制了用于自适应桁架控制的主动元件;哈尔滨工业大学(威海)船舶工程学院张凯研究了一种新型的用于汽车发动机主动支承的压电液压驱动器［7］。作者在前述文献的基础上，研制出一种应用于压电微动平台的新型复合致动器［8］，为有效隔离平台外部扰动，研究了复合隔振元件物理参数对主动控制力的影响，为隔振元件的选择提供了依据。

1 隔振平台建模

1.1 复合压电作动器

未复合的压电陶瓷原件是由机械串联、电学并联方式粘结在一起的压电堆加上外围机械结构组合而成，其静力学模型可以简化成如图1所示的模型，即与弹簧刚度Kp并联，并受外力Fw作用。图中Fz为压电陶瓷由于受到电压控制和弹性原件及外力约束而产生的力，x为压电陶瓷作用位移。……