并聯(lián)氣動(dòng)肌肉隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及優(yōu)化.pdf

1、隔振元件的特性對(duì)于隔振系統(tǒng)性能的影響至關(guān)重要。氣動(dòng)人工肌肉具有柔性好、輸出力-質(zhì)量比大、剛度可調(diào)和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。本文將氣動(dòng)人工肌肉作為隔振元件搭建隔振實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)隔振實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析和優(yōu)化，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真模型的正確性。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　進(jìn)行氣動(dòng)人工肌肉的非線性靜力學(xué)分析。在對(duì)氣動(dòng)人工肌肉結(jié)構(gòu)和材料特性研究的基礎(chǔ)上，考慮到氣動(dòng)人工肌肉在分析中的多重非線性，結(jié)合非線性有限元理論，通過(guò)定義超彈性單元模擬橡膠材

2、料。根據(jù)復(fù)合材料理論，通過(guò)定義正交各向異性單元模擬編織網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)。建立氣動(dòng)人工肌肉的有限元模型，經(jīng)過(guò)對(duì)有限元模型的分析計(jì)算，得到氣動(dòng)人工肌肉在不同氣壓下的收縮量，輸出力及剛度參數(shù)。
　　隔振平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)仿真分析?；?ADAMS軟件建立整個(gè)隔振平臺(tái)的虛擬樣機(jī)模型，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)和受迫振動(dòng)分析。得到模型的主要模態(tài)參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的振型，同時(shí)繪制出隔振內(nèi)平臺(tái)質(zhì)心處的頻率響應(yīng)曲線和位移曲線。根據(jù)仿真結(jié)果，選取質(zhì)量、剛度和阻尼為優(yōu)化參數(shù)，對(duì)模型的

3、固有頻率和頻率響應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，有效的避開了共振區(qū)間，抑制共振幅值。
　　構(gòu)建隔振平臺(tái)激振系統(tǒng)。通過(guò)在交流電機(jī)軸上加裝偏心塊的方法構(gòu)建偏心激振系統(tǒng)，完成激振裝置的安裝調(diào)試?；撞繉?duì)稱放置的彈簧在抑制隔振平臺(tái)橫向振動(dòng)的同時(shí)，有效保證了平臺(tái)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)。使用 TMS320F2812芯片產(chǎn)生 SPWM信號(hào)，對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)在5~50Hz頻率內(nèi)穩(wěn)定工作，為隔振實(shí)驗(yàn)提供穩(wěn)定的激振源。
　　隔振平臺(tái)激勵(lì)響應(yīng)的