王学伟，张文生，刘 衍

(中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心 北京， 100190)



快速自开合屏蔽罩系统建模与结构参数优化*

王学伟，张文生，刘 衍

(中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心 北京， 100190)

针对屏蔽罩快速开合过程中其支撑臂易产生扭转弹性形变这一问题，基于分布参数法建立了能够描述屏蔽罩支撑臂扭转弹性形变特性的支撑臂动力学模型，并结合驱动与传动机构的集中参数描述方法，建立了屏蔽罩系统集中-分布参数模型。在此集中-分布参数模型基础上，采用多目标非线性约束优化算法对屏蔽罩系统结构参数进行优化。实验结果表明，屏蔽罩支撑臂扭转共振频率提高了60%，抑制了屏蔽罩系统的机械共振，减小了屏蔽罩基体振动，使目标执行器位置偏移量减小至8 μm。

屏蔽罩； 支撑臂； 集中-分布模型； 结构参数； 优化

引 言

快速自开合屏蔽罩作为目标执行器的自动化保护装置，应用于航空、航天等领域[1]。当目标执行器定位后，屏蔽罩快速打开，以实现目标执行器与屏蔽罩外部仪器高精密(误差≤10 μm)对接[2]。在屏蔽罩快速开合过程中，其支撑臂将产生弹性振动，该振动不仅影响目标执行器的定位时间与精度，而且限制了屏蔽罩伺服系统的带宽[3-4]。因此，对屏蔽罩支撑臂产生的弹性振动特性进行研究，对实现目标执行器的快速和高精度定位具有十分重要的工程意义。精准的屏蔽罩系统动力学模型对振动特性分析起决定性作用[5]，成为振动控制研究的热点之一。……