。主动隔振关键技术<支撑材料4> 作者：中国科普博览 链接：htps:www.zhihu.com/question/.58654252/answer/158670309 来源：知乎 「天舟一号」除了货运，还有哪些任务？主动隔振关键技术验证。由中国 科学院空间应用工程与技术中心负责 实验内容：(1)在空间进行六自由度主动隔振关键技术验证，评估六自由 度主动隔振控制算法，测试验证主动隔振系统的功能和性能指标：(2)在飞船 平稳期为非牛顿实验检验关键技术验证装置提供高水平微重力环境。 生活中，当我们手里拿着一杯满满的水，走动时，水就容易酒：当我们手 里拿着相机，如果发生抖动，照片就会模糊。在工业生产中，静密加工平台中 遇到振动，就会造成加工失败；结晶体中遇到振动，晶体生长就会出现瑕疵： 吊舱相机中发生晃动，会影响图像质量。而航天器上，虽然处于微重力环境， 但是由于星上、船上的姿轨控、风机、飞轮、帆板的动作，带来了很多扰动。 根据国内外微重力测量及分析结果，表明空间飞行器由于受到各种扰动作用力 的影响，其内部微重力水平并不理想。 科学实验（流体、材料、基础物理实验）如果不能克服这些微扰动，就达 不到理想的微重力效果，失去了上天实验的意义。此外，星上的高分辨对地观 测相机、天文相机，如果遇到振动，就会发生成像模糊。激光通信、激光扫描， 如果遇到船体振动，就会造成光线发散，能量耗散。所以，为保证更好的微重 力环境水平，实现更理想的科学研究成果，就要研制基于主动隔振装置，实现 高微重力环境，才能给航天器上的实验创造更好的条件。 主动隔振系统由定子和浮子两部分构成，利用磁悬浮主动控制技术，使浮 子和定子非接触，从而隔离来自飞船平台的振动。控制器通过加速度计感知浮 子加速度的变化，通过位置敏感器感知定子浮子相对位置的变化，并计算反馈 电流，驱动电磁激励器，形成闭环控制
6 主动隔振关键技术<支撑材料 4> 作者：中国科普博览 链接：https://www.zhihu.com/question/58654252/answer/158670309 来源：知乎 「天舟一号」除了货运，还有哪些任务？主动隔振关键技术验证。由中国 科学院空间应用工程与技术中心负责。 实验内容：（1）在空间进行六自由度主动隔振关键技术验证，评估六自由 度主动隔振控制算法，测试验证主动隔振系统的功能和性能指标；（2）在飞船 平稳期为非牛顿实验检验关键技术验证装置提供高水平微重力环境。 生活中，当我们手里拿着一杯满满的水，走动时，水就容易洒；当我们手 里拿着相机，如果发生抖动，照片就会模糊。在工业生产中，静密加工平台中 遇到振动，就会造成加工失败；结晶体中遇到振动，晶体生长就会出现瑕疵； 吊舱相机中发生晃动，会影响图像质量。而航天器上，虽然处于微重力环境， 但是由于星上、船上的姿轨控、风机、飞轮、帆板的动作，带来了很多扰动。 根据国内外微重力测量及分析结果，表明空间飞行器由于受到各种扰动作用力 的影响，其内部微重力水平并不理想。 科学实验（流体、材料、基础物理实验）如果不能克服这些微扰动，就达 不到理想的微重力效果，失去了上天实验的意义。此外，星上的高分辨对地观 测相机、天文相机，如果遇到振动，就会发生成像模糊。激光通信、激光扫描， 如果遇到船体振动，就会造成光线发散，能量耗散。所以，为保证更好的微重 力环境水平，实现更理想的科学研究成果，就要研制基于主动隔振装置，实现 髙微重力环境，才能给航天器上的实验创造更好的条件。 主动隔振系统由定子和浮子两部分构成，利用磁悬浮主动控制技术，使浮 子和定子非接触，从而隔离来自飞船平台的振动。控制器通过加速度计感知浮 子加速度的变化，通过位置敏感器感知定子浮子相对位置的变化，并计算反馈 电流，驱动电磁激励器，形成闭环控制
主动隔振装置电控箱及主体 载荷 器》 浮子 控制器 定子 电强为按动电流， 主动隔振装置工作原理 未来，空间站要广泛应用这项技术，相机上也可能应用到这项技术。这项 技术属于国内首次实施，将使中国成为继美国和加拿大后第3个在轨采用主动 隔振控制技术服务于空间微重力实验研究的国家：将极大支持和推动空间站高 微重力实验平台的研制建设，取得的技术成果，可以直接服务于未来我国空间 站阶段的空间科学实验载荷。 未来，长期目标是做强空间磁悬浮主动隔振的技术，为更多空间应用载荷 服务，例如空间光学相机、激光通信等，助力他们达到更高的指标水平，实现 更高的科学和技术成果。这项技术还可能在航空光学吊舱、车船减振、工业精 密加工、相机防抖等方方面面发挥作用。 看到这里，也许有人会问，既然这是首次实施，那以前的实验都怎么做的 呢？毛主席在《反对党八股》一文中，曾引用一句话，叫“量体裁衣，看菜吃饭”。 开国大典时阅兵飞机太少，周总理说，“那就飞两遍吧”。在没有主动隔振平台 支持的时候，就，别做精度这么高的实验呗 >
技术 隔振 微重 站阶 服务 更高 密加 呢？ 开国 支持 未来，空 术属于国内 振控制技术 重力实验平 阶段的空间 未来，长 务，例如空 高的科学和 加工、相机 看到这里 ？毛主席在 国大典时阅 持的时候， 空间站要广泛 首次实施， 术服务于空间 平台的研制建 科学实验载 长期目标是做 空间光学相机 技术成果。 机防抖等方方 里，也许有人 《反对党八 兵飞机太少 就，别做精 主动隔 主动 泛应用这项 将使中国 间微重力实 建设，取得 载荷。 做强空间磁 机、激光通 这项技术 方面面发挥 人会问，既 八股》一文中 少，周总理 精度这么高 7 隔振装置电控 动隔振装置工 项技术，相机 成为继美国 实验研究的国 得的技术成果 磁悬浮主动隔 通信等，助力 术还可能在航 挥作用。 既然这是首次 中，曾引用一 理说，“那就 高的实验呗. 控箱及主体 工作原理 机上也可能 国和加拿大 国家；将极 果，可以直 隔振的技术 力他们达到 航空光学吊 次实施，那 一句话，叫“ 就飞两遍吧” . 体 能应用到这项 大后第 3 个在 极大支持和推 直接服务于未 术，为更多空 到更高的指标 吊舱、车船减 那以前的实验 “量体裁衣， ”。在没有主 项技术。这 在轨采用主 推动空间站 未来我国空 空间应用载 标水平，实 减振、工业 验都怎么做 看菜吃饭” 主动隔振平 这项 主动 站高 空间 载荷 实现 业精 做的 ”。 平台
●为什么高级汽车底盘很难开发？<支撑材料5> 作者：Brandon Lu 链接：https:www.zhihu.com/question/23769821/answer/26415422 来源：知乎 逛汽车论坛久了，知道发动机，变速箱和底盘是汽车核心，前两者开发难 度大，技术要求高还比较好理解，因为他们结构都很复杂，但是越来越有个疑 问，底盘为什么也难于开发呢？看底盘拆解图发现结构也就那几种：麦弗逊 扭力梁，多连杆之类的。机械组成也就那几根杆件，没觉得复杂，但是又经常 听车评人说某车底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的，这 些特性是怎么做出来的？底盘的好坏是成本原因还是技术原因？印象中车评里 说大部分通用车底盘品质高级，底盘隔音滤震好，比如科鲁兹，而本田的就单 薄很多，比如思域。向爱好者、高手、专业人士请教了，3Q 题主问的问题应该是汽车的车辆动力学性能是怎样开发的，不过举的例子 是震动噪声性能的例子啊。先说说车辆动力学性能的定义、工作内容开发的大 概方法，再说说开发中的困难。 问题中说到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的这 些性能，都是车辆在路面上运动时体现出的特性。而车辆动力学就是研究车辆 在路面上的运动的，所关心的运动包括前后方向的如加速、制动，侧向的如转 向性能，上下方向的如乘坐舒适性。车辆动力学是一门即依赖于经验又离不开 分析，既需要主观评估和又必须进行客观测量的学科，复杂的车辆/路面模型使 得精确的分析在目前还不可能，这也带来了开发的困难。 车辆动力学性能也同其他性能一样，可以分解成许多工程参数，比如0-100 加速时间、制动距离、悬挂系统隔振偏频、转向不足等等，之后再可以细分成 很多零部件或子系统的性能要求，比如悬架系统的KC啊、后桥的扭转刚度啊、 弹簧刚度啊、橡胶衬套的刚度曲线啊。基于这些性能要求，可以在车辆开发的 前期通过虚拟分析的手段选择悬架系统的结构形式，设计出安装硬点等等。在 初步的设计完成后，可以开发出车辆动力学样车进行主观评估以及一些测试， 之后再进行进一步的优化。在实车下线后，还可以进行进一步的评估和测试并 对一些可调的悬架特性进行调教，以达到这辆车的最佳动力学性能。像题主提
8 为什么高级汽车底盘很难开发？<支撑材料 5> 作者：Brandon Lu 链接：https://www.zhihu.com/question/23769821/answer/26415422 来源：知乎 逛汽车论坛久了，知道发动机，变速箱和底盘是汽车核心，前两者开发难 度大，技术要求高还比较好理解，因为他们结构都很复杂，但是越来越有个疑 问，底盘为什么也难于开发呢？看底盘拆解图发现结构也就那几种：麦弗逊、 扭力梁，多连杆之类的。机械组成也就那几根杆件，没觉得复杂，但是又经常 听车评人说某车底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的，这 些特性是怎么做出来的？底盘的好坏是成本原因还是技术原因？印象中车评里 说大部分通用车底盘品质高级，底盘隔音滤震好，比如科鲁兹，而本田的就单 薄很多，比如思域。向爱好者、高手、专业人士请教了，3Q 题主问的问题应该是汽车的车辆动力学性能是怎样开发的，不过举的例子 是震动噪声性能的例子啊。先说说车辆动力学性能的定义、工作内容开发的大 概方法，再说说开发中的困难。 问题中说到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的这 些性能，都是车辆在路面上运动时体现出的特性。而车辆动力学就是研究车辆 在路面上的运动的，所关心的运动包括前后方向的如加速、制动，侧向的如转 向性能，上下方向的如乘坐舒适性。车辆动力学是一门即依赖于经验又离不开 分析，既需要主观评估和又必须进行客观测量的学科，复杂的车辆/路面模型使 得精确的分析在目前还不可能，这也带来了开发的困难。 车辆动力学性能也同其他性能一样，可以分解成许多工程参数，比如 0-100 加速时间、制动距离、悬挂系统隔振偏频、转向不足等等，之后再可以细分成 很多零部件或子系统的性能要求，比如悬架系统的 K/C 啊、后桥的扭转刚度啊、 弹簧刚度啊、橡胶衬套的刚度曲线啊。基于这些性能要求，可以在车辆开发的 前期通过虚拟分析的手段选择悬架系统的结构形式，设计出安装硬点等等。在 初步的设计完成后，可以开发出车辆动力学样车进行主观评估以及一些测试， 之后再进行进一步的优化。在实车下线后，还可以进行进一步的评估和测试并 对一些可调的悬架特性进行调教，以达到这辆车的最佳动力学性能。像题主提
到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的都属于主观评估 的范畴了。 说起车辆动力学性能开发的困难，与车辆开发中的其他的学科相比，车辆 动力学研究的系统更复杂，零件间的相互作用更多，也更加非线性。而且很多 零件的特性还没有完全被工程师掌握。举个例子，既然车辆动力学的性能考察 车辆与路面的相互作用，那么车辆与路面的接触点，轮胎自然就是决定车辆动 力学性能的最重要的零件之一，但是遗憾的是，目前业界还没有一个能精确描 述轮胎在各种工况下的响应的力学模型，而国内在这方面就欠缺的更多了。缺 少了轮胎的模型，前期的很多分析其实就是建在沙子上的城堡了。这些困难组 合在一起，就导致前期的分析和计算往往只能确定一个大致范围，保证车辆的 动力学性能不至于偏差太多，也就是给后期的主观调校一个比较好的基础。后 期的主观调校是车辆动力学开发中的核心环节之一，而主观的东西就很依赖于 经验了，不是短时间就能形成的能力。 除此之外，车辆动力学性能作为各大汽车公司的核心技术，相对也是比较 保密的。国内一些公司逆向车子的时候，零件可以扫出来，焊点可以拆解，材 料可以测出来，但是悬架的参数就很难测试了，甚至都不知道要测试那些参数， 悬架的硬点位置也是很难逆向的，这些都给后面的开发带来困难，可能看起来 差不多的东西，装在一起开在路上就差异很大，而且往往都不知道差在什么地 方。 另一方面，车辆动力学是一个需要很多平衡的学科，操控性与乘坐舒适性 是矛盾的，与振动噪声性能也是矛盾的。衬套刚度高了，响应比较灵敏，但是 隔振就下降了，噪声就不好了。如何平衡好这些矛盾，最终做出符合市场要求 和客户需求的车子就需要丰富的经验啦，也不是短时间就能掌握的能力。题主 说到的通用的车子底盘隔振性能好，其实是NVH性能中的隔振率，就是橡胶 衬套刚度与底盘结构件刚度和车身安装点刚度的匹配，这方面克鲁兹确实做得 不错，既做到了良好的隔振率又做到了很好的操控性，用扭臂梁这种半独立悬 架就实现了接近多连杆的操控性能，这就需要几十年的经验积累了
9 到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的都属于主观评估 的范畴了。 说起车辆动力学性能开发的困难，与车辆开发中的其他的学科相比，车辆 动力学研究的系统更复杂，零件间的相互作用更多，也更加非线性。而且很多 零件的特性还没有完全被工程师掌握。举个例子，既然车辆动力学的性能考察 车辆与路面的相互作用，那么车辆与路面的接触点，轮胎自然就是决定车辆动 力学性能的最重要的零件之一，但是遗憾的是，目前业界还没有一个能精确描 述轮胎在各种工况下的响应的力学模型，而国内在这方面就欠缺的更多了。缺 少了轮胎的模型，前期的很多分析其实就是建在沙子上的城堡了。这些困难组 合在一起，就导致前期的分析和计算往往只能确定一个大致范围，保证车辆的 动力学性能不至于偏差太多，也就是给后期的主观调校一个比较好的基础。后 期的主观调校是车辆动力学开发中的核心环节之一，而主观的东西就很依赖于 经验了，不是短时间就能形成的能力。 除此之外，车辆动力学性能作为各大汽车公司的核心技术，相对也是比较 保密的。国内一些公司逆向车子的时候，零件可以扫出来，焊点可以拆解，材 料可以测出来，但是悬架的参数就很难测试了，甚至都不知道要测试那些参数， 悬架的硬点位置也是很难逆向的，这些都给后面的开发带来困难，可能看起来 差不多的东西，装在一起开在路上就差异很大，而且往往都不知道差在什么地 方。 另一方面，车辆动力学是一个需要很多平衡的学科，操控性与乘坐舒适性 是矛盾的，与振动噪声性能也是矛盾的。衬套刚度高了，响应比较灵敏，但是 隔振就下降了，噪声就不好了。如何平衡好这些矛盾，最终做出符合市场要求 和客户需求的车子就需要丰富的经验啦，也不是短时间就能掌握的能力。题主 说到的通用的车子底盘隔振性能好，其实是 NVH 性能中的隔振率，就是橡胶 衬套刚度与底盘结构件刚度和车身安装点刚度的匹配，这方面克鲁兹确实做得 不错，既做到了良好的隔振率又做到了很好的操控性，用扭臂梁这种半独立悬 架就实现了接近多连杆的操控性能，这就需要几十年的经验积累了
●汽车减振的门道！<支撑材料6> 当今社会，汽车已不再是简单的出行代步工具，消费者对它的要求越来越 高，相信每个驾驶员和乘客都希望自己能有一个舒适的驾乘环境。但当我们购 买汽车时，每个4S店的销售人员都告诉我们自家车减振做得很好，但他们却往 往说不出哪里好，外行看热闹内行看门道，今天我们就来讲讲汽车减振的门道。 我们都知道，汽车振动的来源一般是发动机和地面，现在主流的减振方式 分为两类，一类是通过阻断振动传递路径来实现减振，像大家熟悉的悬置就属 于此类，另一类则是从振源入手，减小发动机等的振动，比如曲轴扭转减振器。 ●平衡机构 发动机是汽车动力核心也是汽车振动核心，由于其四冲程做功方式的限制， 注定引起发动机产生不平衡力和扭矩，因此汽车在曲轴上，设置了与曲柄连杆 数量对应的平衡重，也采取了1342等按缸依次做功的方式来保证动平衡。 但发动机活塞连杆运动造成的的往复惯性力，却需要采用专门的平衡机构。 两根平衡轴与曲轴平行且与气缸中心线等距，转向相反、转速相同且都为曲轴 转速的两倍。采用这种平衡机构，可以有效降低惯性力和气体阻力带来的振动 和噪声。 链传动双轴平衡机 ●曲轴扭转减震器 1-34-2等按缸依次做功的方法虽然有效控制了发动机的动平衡，但其曲轴 周期性变化的转矩却依旧带来强烈的扭转振动。为了避免这类振动，现代汽车 多在扭转振动强烈的曲轴自由端安装扭转减振器。发动机工作时，曲轴和减震 器一起发生扭转振动，夹在它们之间的阻尼片则通过摩擦来消耗扭转振动的能
10 汽车减振的门道！<支撑材料 6> 当今社会，汽车已不再是简单的出行代步工具，消费者对它的要求越来越 高，相信每个驾驶员和乘客都希望自己能有一个舒适的驾乘环境。但当我们购 买汽车时，每个 4S 店的销售人员都告诉我们自家车减振做得很好，但他们却往 往说不出哪里好，外行看热闹内行看门道，今天我们就来讲讲汽车减振的门道。 我们都知道，汽车振动的来源一般是发动机和地面，现在主流的减振方式 分为两类，一类是通过阻断振动传递路径来实现减振，像大家熟悉的悬置就属 于此类，另一类则是从振源入手，减小发动机等的振动，比如曲轴扭转减振器。 平衡机构 发动机是汽车动力核心也是汽车振动核心，由于其四冲程做功方式的限制， 注定引起发动机产生不平衡力和扭矩，因此汽车在曲轴上，设置了与曲柄连杆 数量对应的平衡重，也采取了 1-3-4-2 等按缸依次做功的方式来保证动平衡。 但发动机活塞连杆运动造成的的往复惯性力，却需要采用专门的平衡机构。 两根平衡轴与曲轴平行且与气缸中心线等距，转向相反、转速相同且都为曲轴 转速的两倍。采用这种平衡机构，可以有效降低惯性力和气体阻力带来的振动 和噪声。 曲轴扭转减震器 1-3-4-2 等按缸依次做功的方法虽然有效控制了发动机的动平衡，但其曲轴 周期性变化的转矩却依旧带来强烈的扭转振动。为了避免这类振动，现代汽车 多在扭转振动强烈的曲轴自由端安装扭转减振器。发动机工作时，曲轴和减震 器一起发生扭转振动，夹在它们之间的阻尼片则通过摩擦来消耗扭转振动的能