高超声速飞行器敏感仪器设备的主动隔振技术及其非线性问题研究

高超声速飞行器在飞行过程中，其敏感仪器设备的动力学环境恶劣，受到各种载荷的激励而产生多轴向振动。严重的振动会降低敏感设备的精度和可靠性，影响飞行器的机动能力、制导精度和数据传输稳定性等等。为此，本项目基于压电智能结构对敏感仪器设备的主动隔振技术进行研究。以锥壳为隔振器主结构，提出适用于敏感设备的具体结构形式。通过建立隔振系统非线性动力学模型，分析敏感设备在高超声速条件下的振动规律。以压电材料作为传感器和作动器，通过建立其动力学模型，分析隔振器非线性振动的传感及作动特性，并对结构及布置方式进行优化设计。考虑敏感设备振动的不确定性因素，设计具有高鲁棒性和自适应性的控制策略。通过仿真分析及实验研究，对隔振系统的结构参数、动力学模型及控制策略进行验证和改进，实现改善敏感设备力学环境的目标，为我国高超声速飞行器的动力学设计提供理论支撑及技术储备。

高超声速飞行器在飞行过程中，其敏感仪器设备的动力学环境恶劣，受到各种载荷的激励而产生多轴向振动。严重的振动会降低敏感设备的精度和可靠性，影响飞行器的机动能力、制导精度和数据传输稳定性等等。为此，本项目基于压电智能结构对敏感仪器设备的主动隔振技术进行研究。以压电材料作为作动器，通过建立其精确数学模型，模拟压电作动器迟滞非线性固有特性，并通过控制方法对压电作动器进行等效线性化控制研究以提高控制精度。以Stewart平台为隔振系统主结构，提出适用于敏感设备的具体结构形式，基于压电作动器设计隔振平台支撑杆结构，实现主被动控制一体化结构，并通过仿真分析及实验研究，验证所设计的主被动一体化隔振器的隔振性能。考虑敏感设备振动的不确定性因素，设计具有高鲁棒性和自适应性的控制策略。通过仿真分析，对隔振系统的结构参数、动力学模型及控制策略进行验证和改进，实现改善敏感设备力学环境的目标，为我国高超声速飞行器的动力学设计提供理论支撑及技术储备。