近年来航天技术飞速发展，人类对宇宙的探索不断深入，利用空间微重力环境进行的科学活动越来越多。但航天器会受到太空中复杂振动环境的影响，这些振动已经成为影响空间高精密科学实验结果的首要因素。目前我国对此方面的相关研究还处于起步阶段，有很多理论和技术问题亟待突破。 本项目从机械、感知及控制系统等方面提出了磁悬浮隔振系统总体方案设计流程。考虑系统客观约束，优化设计参数，设计了满足需求的作动器；提出磁悬浮隔振平台构型，进行了多个作动器空间布局设计，建立了用于控制的力、力矩与电流分配模型，获得了浮动平台与作动器之间的映射关系；基于加速度计和位置传感器的测量原理，研究了不同传感器的布局方式，建立了系统的六自由度绝对加速度和相对位姿测量模型，可对平台的运动信息进行准确描述。 为解决线缆对振动传递的效应，课题研究了柔性线缆的振动传递特性。基于弹性细杆的力学模型，建立了柔性线缆的非线性力学模型；采用微分求积算法求解线缆受到扰动作用下传递到端部的扰动力/力矩，获得了扰动力/力矩与扰动参数之间的关系，并拟合出线缆的等效动力学模型；结合设计的测试装置，验证了线缆力学模型的正确性。 针对系统控制器设计，项目组建立了面向控制的系统完整动力学模型。基于采集系统获得的浮动平台的运动信息，提出了双闭环控制策略；分别采用了线性PID控制算法和非线性滑模控制算法，开发了六自由度控制系统仿真程序；实现了系统对不同种类扰动的隔振控制功能以及对低频扰动的跟踪控制功能，为系统试验提供了理论支撑。 最后，研制了六自由度磁悬浮隔振系统原理样机。采用位置及加速度传感器，通过多通道数据采集卡实现信号采集与处理，利用运动控制卡和音圈电机驱动器实现作动器驱动；进行了各分系统测试试验，以及系统对直接扰动的抑制能力测试，试验结果验证了样机的功能以及相对应的理论分析结果。 2100433B