恒拉力系统的设计及系统固有频率和频响函数分析

作者：武建新; 梁国星^*; 李志利; 张剑锋; 杜康; 韩阳

来源：航天医学与医学工程, 2018, 31(05): 559-566.

DOI：10.16289/j.cnki.1002-0837.2018.05.012

• 恒拉力系统
• 动力学特性
• 固有频率
• 频响函数
• 稳定性

目的针对地面悬吊法模拟失重快速运动过程中较难实现恒定拉力的提供,设计一种能够实现较高精度的快速响应与补偿并能够稳定输出的恒拉力系统。方法首先依据低重力系统主动悬吊法原理设计恒拉力系统,其次根据拉格朗日定理推导系统动力学模型方程,最后通过MATLAB编译程序求解系统中执行部件频响函数。结果通过求解固有频率,改变参数去除了三阶固有频率奇异点,并得出各阶固有频率偏离电机减速机输出频率,同时得出激振频率与执行部件振幅关系。最终选定弹簧为40000 N/m,直线电机、支轨与压簧部分质量提升到13 kg,使得系统稳定输出,快速响应。结论构建了恒拉力系统,系统不会发生共振,执行部件共振点与平稳点对应的频率与自身质量和末端弹簧刚度有关,最终能够调整参数实现恒拉力系统快速响应与稳定输出。

• 单位
  太原理工大学; 中国航天员科研训练中心