[讨论]自适应结构与刚性Hexapod

wpli

大家好，这里有不少同学是研究结构振动主动控制的吧。我读了些文献并看了论坛上的帖子，有一些疑惑希望能和各位讨论一下。

我们通常说的自适应结构（桁架、板或梁）就是在结构中内嵌（压电）主动元件和传感器，通过一定的方法抑制结构振动，一般是对低阶模态的抑制。而ll_18301版主提到的基于并联机构的振动主动控制平台（Hexapod/stewart）中有一大类也是以压电主动元件为支杆，属于刚性Hexapod（Hard 核心apod），且属于结构而非机构，它们通常以主动隔离平台底面的振动为目的，而不是去抑制平台的模态。这两类结构（自适应结构和刚性Hexapod）之间是什么隶属关系呢？刚性Hexapod属于自适应结构吗？

ll_18301

自适应结构在八十年代提出， Robert L. Clark Adaptive structures :dynamics and control
C.R.Fuller active control of vibration主要介绍这方面的问题。

个人认为，自适应结构 adaptive structures 也可以认为智能结构 intelligent structutres, 它们对自身的几何参数（如形状）、物理参数（阻尼 刚度等）和 物理状态（如振动环境）进行主动控制的结构，最初的自适应结构是行家 伸展结构等，后来才提出主动隔振平台，也可以说‘ Hexapod’属于自适应结构，定义现在还没有非常的严密。至于‘刚’它是与‘软’相对的，绝对的刚就没有意义了，这里的刚没有严格的物理感念，只是为了区分两种类型的平台，‘软’Hexapod采用流体被动减振，想比之下压电陶瓷就比较‘刚’了。 还请大家批评指正

[ 本帖最后由 ll_18301 于 2007-4-17 09:23 编辑 ]

wpli

ll_18301讲的很有道理啊！

我最近看到一篇有关自适应结构的文献，其中的四棱柱自适应桁架中的一垮变异为六连杆并联结构，但那篇文章中好像还没有把这种结构形式称作Hexapod。看来Hexapod应该属于自适应结构范畴了。
如果hexapod的主动元件作动行程较大，且频率特性也较好，就可以同时起到大幅精确定位i和振动主动控制的作用，比较有前途啊。CSA的一篇文章中就提到了这种思想，版上不知道有没有同学做这个：），欢迎大家讨论。

chenxx2006

"hexapod的主动元件作动行程较大，且频率特性也较好，就可以同时起到大幅精确定位i和振动主动控制的作用，比较有前途啊"
     我不同意这样的观点,美国IAI公司受美国NASA委托,在1994年就已经研究出来hexapod主动隔\减振平台,CSA也曾经设计应用过该思想,但是后来抛弃了该项目的研究,为什么呢,因为根本就不可靠,无法实用化,只能实验室研究研究,写写论文罢了.时隔多年,我们拿起别人的思想,跟踪研究,能研究出结果吗???大家多讨论一下,不然,又是一大堆无用论文出现.
      就我目前掌握的资料来看,北大、清华、哈尔滨工业大学都在研究该思想主动振动控制平台。

[ 本帖最后由 chenxx2006 于 2007-5-5 23:39 编辑 ]

cao

1）请chenxx2006 不吝赐教！
2）不可靠、无法实用化的原因是什么？？？跟踪研究又为什么一定不能出结果呢？为什么一定是无用的论文呢？？？
3）我个人以为“拿来主义”可能有益于问题的解决！！！

wpli

本人也不太明白chenxx2006 的为何得出这么悲观的结论。感觉你像是通过实验得到这些结论的吧！是否可以详细的解释一下？有没有公开的文献可以推荐给大家读？

我注意到Honeywell和CSA都有比较成熟的天基隔振/抑振Hexapod系统，而且进行了不止一次的飞行试验，最近的一次是在05年底或06年初，但实验结果我还没有看到。从之前的飞行试验结果看，效果比预想的要差些，但感觉并不是“根本就不可靠,无法实用化”啊！

欢迎大家各抒己见。

chenxx2006

不错Honeywell和CSA不止一次的飞行试验，到05年底实验报告我都看过，CSA也将其应用在哈博太空望远镜系统中，但是他们的结果都是三轴平移加速度PSD在10HZ以上才有显著的效果，三轴转动频率还要高才有效果。他们的应用环境为微重力，纳米级超精密隔振，采用的为柔性铰链连接的STEWART平台，作动器为刚性压电陶瓷堆。针对上述，本人提出几点问题：1）由于球铰链为柔性铰链，频率为10HZ以上，那么，隔振效果到底是主动控制的贡献，还是柔性铰链被动控制的贡献；2）振幅为纳米级，低频下的加速度能否完全反映位移控制效果；3）振动的耦合作用如何解决，STEWART平台为运动强耦合并联机构，他们的理论分析都是不考虑耦合作用，认为是各向解耦的，而实际上当STEWART平台受到不与其质心重合的激励力作用时，几乎在六个方向都要产生振动；4）传感器反馈控制系统问题，他们都是采用加速度、力传感器和振动检波仪，而控制量为位移，之间的等效转化控制不是容易的事情；5）和现有的星箭适配器不匹配，需改动较大。
    由于是上天的东西，可靠性和稳定性占第一位呀，不能不考虑全面点，否则不敢用呀，因为要负责任的，不然CSA也不用研制新型双平行四边形隔/减振器了。本人话说的绝对了，还望各位见凉，大家可以多讨论，共同研究，本人已经研究了5年，现正在写博士论文，年底答辩，自认为本人研究成果只是探索研究，无法实用化。

[ 本帖最后由 chenxx2006 于 2007-5-6 23:07 编辑 ]

cao

1）希望大家再深入探讨之，Hexapod的优缺点或特性就如 chenxx2006 所说的哪几点吗？还有其它还是如何？？？
2）新型手段又是如何？新型双平行四边形隔/减振器效果如何？？？…………