1. 研究目的与意义（文献综述）

磁悬浮平台是一种广泛应用于微电子制造、精密定位 、微细加工等领域的微机电装置^[1]。它是机、电、磁、热和控制技术的综合, 应用于空间微重力领域时, 其作用多为隔振。隔振技术分为被动隔振技术和主动隔振技术。被动隔振由于其自身所限,对低频干扰隔振能力差,特别是对系统谐振频率附近的干扰信号还起到放大作用^[2-4]。主动隔振可以根据设定的控制规律动态地调整系统的结构特性参数, 满足被动隔振无法实现的低频及谐振频率附近的减振降噪的需要,能够有效隔离低至0.01hz的扰动，成为微重力隔振技术的发展方向。

主动隔振分为接触式主动隔振和非接触式主动隔振。国外的整柜级微重力主动隔振系统多采用接触式主动隔振,如美国的aris系统通过柔性铰链式执行器对科学实验柜施加一定的力或力矩以抑制载荷振动; 而载荷级微重力主动隔振系统通常采用非接触式主动隔振,如美国的stable 、mvis 、g-limit等都是利用磁悬浮电磁致动器对科学实验载荷施加一定力或力矩以抑制载荷振动的^[5-6]。美国和俄罗斯在磁悬浮隔振领域已作深入研究并在重力加速度测量仪、大型太空望远镜和空间拦截器中得到了实际应用。国内对微振动隔振平台的研究处于起步阶段，尤其是对0.01hz-5hz频率范围内的低频微振动隔振尚未有成型产品^[7]。

本次毕业设计的题目是：“微重力下洛仑兹力式磁悬浮隔振装置结构设计与分析 ”，这种装置是基于洛伦兹力的原理f=bil，从中可以看出，当磁场强度和切割磁场线的长度确定后，洛伦兹力与电流呈线性相关。许多现代先进的电磁装置都是利用永磁铁产生稳定可靠的磁场^[8]。因此，可以利用永磁铁产生不变的均衡磁场，在其间放入通电线圈，通过调节电流的大小控制洛伦兹力的大小，从而抵消外界的某个方向的扰动力，设计出一个结构良好的作动器。而要实现六自由度平台的主被动一体隔振就必须建立起其动力学模型，这是实现隔振的主动控制的前提，也是能否达到满意控制效果的关键^[9-14]。由于磁悬浮隔振器是外加主动控制，磁悬浮隔振可使其在各自由度方向的控制相互独立，且对被隔振体的参数变化的适用性强，无须改变其机械结构即可达到满意效果。通过空间三维多个作动器的布置，可以实现被控物体空间6自由度的约束，从而实现隔振的目的^[15]。作动器的结构设计，参数设计，多个作动器的空间布局设计是本装置设计的难点。本次毕业设计，设计出一种灵敏度高，隔振频带宽、控制行程大、隔振性能好的隔振装置是本次毕业设计的目的。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

1)调研收集分析有关资料，了解微重力下洛仑兹力式磁悬浮隔振装置的工作原理；

2)确定隔振装置（作动器）的机械结构和结构参数；

3. 研究计划与安排

第1-3周：完成开题报告和英文翻译；

第4-6周：完成毕业设计相关内容的总体方案设计，并完成单个作动器的结构设计；

第6-8周：完成单个作动器的结构参数设计，并进行分析计算；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈进新,王宇.空间微重力磁悬浮平台激励器研究[j].空间科学学报, 2008, 28(6): 584-591.

[2] 李宗峰,任维佳.空间微重力主动隔振技术研究[j]. 载人航天, 2010 (3): 24-32.

[3] 宋春生,胡业发,周祖德.差动式磁悬浮主动隔振系统的控制机理研究[j].振动与冲击, 2010, 29(7): 24-27, 1.