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基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统

王观 胡华 伍康 李刚 王力军

基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统

王观, 胡华, 伍康, 李刚, 王力军
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  • 在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰链旋转,上摆杆通过普通弹簧悬挂于基座,下摆杆通过零长弹簧悬挂于上摆杆.系统通过光电探测方法检测两根摆杆的夹角作为误差信号,经过闭环控制将反馈力作用于上摆杆,使两根摆杆的夹角为零.零长弹簧悬挂点的位置与系统刚度有着密切关系,通过精细地调节弹簧悬挂点的位置,合理地设置控制参数,可以实现一个本征频率低至0.01 Hz的系统.理论上,该系统相对于被动式垂直隔振系统具有更好的隔振效果和抗干扰能力,相对于传统的主动式垂直隔振系统体积更小,结构更简单,有望应用于精密物理实验和科学研究当中.
      通信作者: 伍康, kangwu@mail.tsinghua.edu.cn
    • 基金项目: 清华大学自主科研计划(批准号:2013THZ05)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-24
  • 修回日期:  2016-06-13
  • 刊出日期:  2016-10-05

基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统

  • 1. 清华大学精密仪器系, 北京 100084;精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
  • 通信作者: 伍康, kangwu@mail.tsinghua.edu.cn
    基金项目: 

    清华大学自主科研计划(批准号:2013THZ05)资助的课题.

摘要: 在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰链旋转,上摆杆通过普通弹簧悬挂于基座,下摆杆通过零长弹簧悬挂于上摆杆.系统通过光电探测方法检测两根摆杆的夹角作为误差信号,经过闭环控制将反馈力作用于上摆杆,使两根摆杆的夹角为零.零长弹簧悬挂点的位置与系统刚度有着密切关系,通过精细地调节弹簧悬挂点的位置,合理地设置控制参数,可以实现一个本征频率低至0.01 Hz的系统.理论上,该系统相对于被动式垂直隔振系统具有更好的隔振效果和抗干扰能力,相对于传统的主动式垂直隔振系统体积更小,结构更简单,有望应用于精密物理实验和科学研究当中.

English Abstract

参考文献 (19)

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