Pesquisa sobre método de design e controle de sistema de isolamento de vibração ativo baseado em plataforma Stewart piezoelétrica

Cargas úteis espaciais em órbita são vulneráveis a pequenas vibrações de plataformas de satélites, que podem degradar seu desempenho. Métodos tradicionais geralmente envolvem a instalação de um sistema passivo de isolamento de vibração entre a plataforma e a carga útil. No entanto, tais sistemas geralmente são eficazes apenas para vibrações de alta frequência e grande amplitude, apresentando desempenho ruim no isolamento de vibrações de baixa frequência e ressonâncias abaixo de 10 Hz. Para abordar essa limitação, este artigo propõe um sistema de isolamento de vibração ativo utilizando uma plataforma Stewart de 6 graus de liberdade, acionada por atuadores piezoelétricos. Primeiro, as características da plataforma Stewart são analisadas e modeladas, com o deslocamento de deformação de cada perna calculado através da desacoplamento, permitindo um controle servo de alta precisão. Em seguida, dada a não linearidade histerética inerente das cerâmicas piezoelétricas, que afeta significativamente a precisão de posicionamento, o mecanismo de histerese dos atuadores é analisado, e um modelo matemático fenomenológico baseado em operadores de Bouc-Wen é estabelecido. Um método de otimização de enxame de partículas modificado (MPSO) é proposto para identificar os parâmetros não lineares do modelo, melhorando significativamente a eficiência da otimização. Finalmente, métodos de compensação inversa em avanço e linearização em feedback são introduzidos. Resultados experimentais verificam que o sistema de isolamento de vibração ativo-passivo projetado melhora consideravelmente tanto a precisão de posicionamento dos atuadores piezoelétricos quanto o desempenho do isolamento de vibração ativo da plataforma.