一種光電載荷非線性隔振裝置的研究

（西安應(yīng)用光學(xué)研究所，陜西 西安 710065）

引言

光電載荷是現(xiàn)代作戰(zhàn)平臺(tái)的重要信息感知及精確導(dǎo)引設(shè)備，光軸穩(wěn)定性是決定載荷整體性能的關(guān)鍵指標(biāo)[1]。工程中通常采用隔振技術(shù)隔離外界擾動(dòng)以及優(yōu)化伺服系統(tǒng)提升光軸穩(wěn)定性[2]。為了獲得更好的系統(tǒng)性能，伺服穩(wěn)定技術(shù)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，開(kāi)發(fā)了如二級(jí)穩(wěn)定[3]等技術(shù)方案，但同時(shí)也推高了系統(tǒng)的復(fù)雜度及成本，限制了先進(jìn)伺服技術(shù)的應(yīng)用范圍。隔振技術(shù)發(fā)展則相對(duì)緩慢，主要受限于隔振器的自身特性，如：只能有效隔離頻率大于倍自身諧振頻率的擾動(dòng)，難以適應(yīng)振動(dòng)頻率較低的場(chǎng)合；隔振器的剛性參數(shù)無(wú)法靈活設(shè)定，制約了隔振器振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)性。對(duì)于低成本光電載荷方案，隔振能力已成為影響系統(tǒng)性能的主要因素。

針對(duì)傳統(tǒng)隔振器的局限性，研究者提出了非線性隔振方案，主要特點(diǎn)是：采用正、負(fù)剛度機(jī)構(gòu)并聯(lián)組成非線性隔振器，具備“高靜態(tài)剛度、低動(dòng)態(tài)剛度”（HSLDS）特征，甚至可以實(shí)現(xiàn)“準(zhǔn)零剛度”（QZS）狀態(tài)[4]，具有優(yōu)良的隔振性能，已經(jīng)成為行業(yè)的研究熱點(diǎn)。目前，已開(kāi)發(fā)出了多種形式的HSLDS隔振器：負(fù)剛度器件為彈簧或采用彈簧、連桿-滑塊機(jī)構(gòu)形式的隔振器[5-7]，以及采用屈曲歐拉桿作為負(fù)剛度器件的隔振器[8-9]。上述兩類隔振器主要的剛度非線性調(diào)整環(huán)節(jié)為負(fù)剛度機(jī)構(gòu)彈性器件參數(shù)；而負(fù)剛度機(jī)構(gòu)為曲面、彈簧、滾子構(gòu)型的隔振器[10-12]，負(fù)剛度機(jī)構(gòu)包含類剪叉結(jié)構(gòu)（scissor-like structure）的隔振器[13-15]，除具備彈性器件調(diào)節(jié)參數(shù)外，還具有較好的幾何非線性調(diào)節(jié)能力。……