文献综述（或调研报告）：
随着社会的发展，环境振动类型越来越多，主要分为人类活动引发的振动和自然活动引发的振动。因为精密仪器的使用受到环境振动的影响越来越大，并且随着仪器精密度的提高，对隔离周围环境的振动提出了更高的要求。为了满足精密仪器的使用环境，我们需要研究适合特殊土地条件、振动情况的振动控制方法[1]。
对微振动进行抑制，振源的特性非常重要，例如振源的产生原因、激励方式、振远振动特性等。从引起振动特性的因素上讲，振源可以分为外部激励和内部激励[2]。而地面震动是研究振源的关键，地面振动通常有许多频谱成分组成，它们的大小是随机变化的。通过应用统计方法可知地面振动是一个非平稳、非各态经历的随机过程，很难用精确的解析方法来研究这种振动过程。最简单的分析方法是直接应用快速傅里叶变换进行频谱分析，但是这样会混淆稳态或准稳态振动与幅值快速变化的瞬时振动之间的差别，需要分析地面产生的稳态振动，准稳态振动，瞬时振动[3]。稳态振动可以表示为离散频谱，这种情况的实质是在隔离地面产生的正弦振动。隔振系统对频率为f的地面振动的衰减程度取决于频率比,其中是特定方向上隔振系统的自然频率。我的理解是在频率较高的区域实施隔振，增加阻尼相对传递率是减少的。准稳态振动：只有一些特定频率成分在干扰振动的范围内，只需要与隔振支架一起安装，保证在大多数安装位置都能有效隔振。这种主要是寻找合适的隔振器材料，例如对摇摆振动非常敏感的设备安装角刚度比较大的隔振器。瞬时振动：隔离地面短时运动、碰撞或者冲击。近似的将地面冲击产生的相对位移峰值的容许值取为稳态振动时的三倍。考虑到设备安装在远离产生强脉冲的地方，研究表明，隔振器的阻尼对冲击传递的影响比稳态振动传递的影响还要小。因此，通常采取增加阻尼的同时采用刚度更大的隔振器[4]。被隔振物体是对振动非常敏感的设备，我们的主要目标是在给定外部激励时，关键区域的相对振动不能超过允许的极限值，以免受到振源传递过来的稳定或者瞬时破坏，因此需要非常可靠的振动防护。由于内部运动构件没有加速或者减速产生的力，可以忽略内部激励带来的影响。通过以下方法能够有效减小这些静态和动态变形，首先将被隔振物体固定在一个大型的或者刚性支承结构（惯性块）上，然后再安装隔振器，或者采用能够实现运动转化的隔振系统，或者采用合适的主动控制系统。但是后两种方法：运动转化的隔振系统隔振效果有限，电子或者电气主动控制系统降低了隔振系统的可靠性[5]。高精密设备的隔振标准通常没有假设的那样严格，主要原因是精密设备对外部振动的敏感性并不随着精度的增加而增加。在设计精度提高的同时，其设计方法通常需要更可靠[6]。
目前实验平台，虽然是高精密设备，但是没有内部激励，而且外部激励业主要存在于低频的环境干扰，也不用考虑超低频的干扰，多级被动隔振是目前最好的选择。实验室采用的表面力仪器开始的版本使用多光束干涉测量法(MBI)来测量空气中云母分子光滑表面之间的跳跃距离，以确定法向和延迟范德华力。在这种“跳跃方法”中，一个表面由弹簧支撑，而另一个表面的运动可以通过使用压电换能器来控制[7]。而现行版本(SFA 2000)允许在三个正交方向上产生表面的相对运动，并独立地测量所产生的力:X、Y和Z。通过在X-Y平面中的某个任意方向上移动表面和在Z方向上移动上表面，可以在三个方向上测量粘附力、摩擦力和分子有序度[8]。课题目前的任务主要考虑法向的影响，暂时不用考虑x-y平面的测量。考虑外部激励时，由于表面力仪器没有内部加速度的振动干扰，也不用考虑内部激励，已经拥有成熟的设计体系Stewart隔振平台是很好的选择，这种隔振平台起源于德国学者Stewart，由一种六自由度飞行模拟器发展而来，机械结构组成为上下平台和六个可伸缩的支腿构成，减震装置采取并联，由此衍生而来的隔振装置都称为隔振平台[9]。在设计被动隔振单元时，减震器的刚度决定隔振平台能够隔离高频振动，被动隔振单元包含的弹簧部分和阻尼部分，弹簧部分储存和释放振动能量，阻尼部分耗散振动能量[10]。但是对于低频的振动干扰来说，就要求被动隔振器有很低的刚度，这也使得被动隔振器体积和变形必须增大，会使得被动隔振器的刚度具有非线性。由于阻尼的存在，隔振器的隔振性能便会降低，但它又对抑制系统共振不可或缺[11]。被动控制可以有效的隔离高频区域的振动。但对于频率小于的振动没有什么隔振效果，并且在固有频率附近的振动反而会被放大[12]。刚体共振是固体质量表现为非变形体，通过低质量弹簧元件相互施加力。在地面噪声非常大的20 Hz以下区域，由于刚体堆共振产生的透射峰值将放大这些频率下的运动。脉冲激励可能将高品质共振激发到不可接受的水平[13]。考虑到被动控制的不足之处，对隔振器的设计要充分考虑到隔振平台的共振频率。设有两个左右对称分布的阻尼缓冲机构。采用隔振器、阻尼器和限位器组合，既保证了系统的隔振效率、减小共振放大倍数，又提高了稳定性，充分发挥各自的优点。高度对称的结构有利于减小共振的影响[14]。
构建模型进行仿真实验，可以尝试理想化简易地分析模型。首先，构建了一个理想化的模型，其中相同的弹簧和相同的中间质量对称地放置，并且其中下部弹簧的底部被数学地约束为与被驱动的点质量基座一起移动。这些对称性的进一步模拟中得到了放松。这样做是为了研究堆和测试设备中的物理缺陷的影响，对设计中可容许的缺陷尺寸进行限制，并更好地理解有限元建模过程的局限性[15]。室内温度的变化也需要考虑，但是任何一件仪器都受到限制，因为动态测量不能在一个扩展的频率范围内进行；然而，在很宽的温度范围内进行测量通常很简单。然后，利用一种被称为简化变量法的成熟技术，可以在一个非常宽的频率范围预测感兴趣的单一温度(如室温)下的动态模量和阻尼因子[16]。
参考文献
- 钟珉晨.黄蕴钰.施卫星.中国科学院技术物理所精密仪器减振方法研究[J].2016,34(1):40-52.
- 李乔博.王超新.陈燕毫等.一种高精Stewart隔振平台.中国专利.105204541.2015-08-27.
- DeBra D B. Vibration Insulation Mountings for Machine Tools.Machines and tooling.1965,(8):37-46.
- Rivin E I . Vibration Isolationof Precision Equipment. Precision Engineering.1995,Vol.17:41-56
- 石沅.振动量测与分析[M].上海：同济大学出版.2009.18-21.
- 朱石坚，楼京俊，何其伟等. 隔振理论与隔振技术[M].北京：国防工业出版社.2006.294-295.
- Tabor D and R H S Winterton 1969 The direct measurement of normal and retarded van der Waals forces Proc. R. Soc. Lond. Ser. A(Math. Phys. Sci.) 312 435–50.
- J Israelachvili, Y Min, M Akbulut, et al,.Recent advances in the surface forces apparatus (SFA) technique. Reports on Progress in Physics. 2010, Rep. Prog. Phys. 73.
- 韩丽.基于隔振平台减振系统的性能优化于测试[D].吉林：吉林大学.2019.
- 杨小龙,吴洪涛,李耀等.一种基于Stewart并联机构的六自由度隔振.中国专利.1035387724.2014-02-19.
- 刘品龙.基于嵌入式系统高精度隔振平台主动控制方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2012.
- Gillespie , F. J. Raab. Phys. Lett.1994,190-213 .
- 梅德庆，陈子辰.微制造平台的精密隔振系统研究[J].光学精密工程，2001， 9(6)：506-509.
- 张必武，复合式高精度复位隔振平台装置.中国专利.106382329.2017-02-08.
- Tabor D and R H S Winterton 1969 The direct measurement of normal and retarded van der Waals forces Proc. R. Soc. Lond. Ser. A(Math. Phys. Sci.) 312 435–50.
- John C. Snowdon .Vibration isolation: Use and characterization[J]. The Journal of the Acoustical Society of America.1979, 66(5): 1245-74.
