Разработка теоретических основ расчёта управляемых нелинейных виброзащитных систем при случайных колебаниях основания

Объекты исследования: система виброзащиты прецизионного оборудования, в том числе для исследования наноструктур (электронные сканирующие и туннельные микроскопы, измерители микрошероховатости, столы для опытов по интерферометрии и т.д.) от низкочастотных колебаний, вызванных естественным фоном города, с использованием закритически деформированных стержней переменного поперечного сечения; методика определения геометрических характеристик представленного виброизолятора для различных типов оборудования. Проведены масштабные замеры вибрационного фона на предприятиях высокоточных производств для оценки параметров внешнего воздействия на виброзащитную систему, анализ требований, предъявляемых предприятиями к системам виброзащиты. По результатам проведенных натурных испытаний экспериментальной модели виброизолятора внесены изменения в его конструктивную модель. Выполнен анализ существующих методов управления динамическим состоянием виброизолированного объекта с помощью силовых приводов электрогидравлического типа, электромагнитов и пьезоактюаторов, методов расчета пьезоактюаторов. Разработаны схемные реализации активной системы виброизоляции на основе виброизолятора квазинулевой жесткости, в котором в качестве упругого элемента используется параллельно или последовательно присоединяемый пьезоактюатор. Предложена методика оценки эффективности виброизоляции высокоточного оборудования с применением разработанных активных виброизоляторов и различных алгоритмов управления. Архитектура управления, которая будет реализована, представляет собой пропорционально-дифференциальное (PD), пропорционально-интегрально-дифференциальное (PID) и линейно-квадратичное гауссовское управление (LQG). Дана оценка эффективности управления указанными алгоритмами, и выбран оптимальный вариант.