CN106286692B - 一种六自由度微振动抑制平台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的六自由度微振动抑制平台，包括基础平台、负载平台、完全相同的六套单自由度主被动复合隔振装置以及控制器，每套单自由度主被动复合隔振装置上下两端分别与负载平台和基础平台连接。本发明的控制方法，包括计算逻辑轴信号、计算逻辑轴控制信号、计算物理轴实时控制信号和传递步骤。本发明结构简单，刚度可调，能够对X轴、Y轴、Z轴的平动方向及转动方向的六自由度微振动进行抑制和隔离，能够适合不同的场合，可以有效的衰减不同频段的微振动，为微振动环境下的精密加工与测量设备提供可靠的保障，解决现有主被动复合隔振机构存在的结构复杂、控制方式繁琐的问题，实现多自由度振动抑制。

Description

一种六自由度微振动抑制平台及其控制方法

技术领域

本发明属于微振动隔离与抑制领域，更具体地，涉及一种六自由度微振动抑制平台及其控制方法。

背景技术

在一些复杂的工作环境中存在微振动，而这些微振动是影响设备加工或工作精度的关键因素。传统的被动隔振器由质量-弹簧-阻尼元件构成，由于其在低频振动传递率与高频振动衰减率之间存在固有矛盾，无法满足精密加工的隔振需求；相对于被动隔振机构，主动隔振对系统的性能有了重大改善，但其需要传感器-执行器对，以及相应的主动控制系统，这就要求主动隔振机构有简单的结构、高效的算法以及较低的功耗。

就结构而言，目前主流的微振动隔离或抑制设备均采用被动隔振元件和主动执行器使用一定的方式连接而成。如空气弹簧与音圈电机的主被动复合使用、膜片弹簧与音圈电机的主被动复合使用、金属弹簧与直线电机的主被动复合使用等手段对微振动起到了有效的抑制作用，具有较好的低频和高频衰减能力，但它们都存在以下问题：

1、虽然空气弹簧与音圈电机的主被动并联机构使得隔振器具有大行程和高负载、固有频率低等优点，但其结构复杂，并且需要持续供气，再则音圈电机功耗大，这些都不利于在太空上的应用，因此制约了其在微振动抑制方面的运用。

2、金属弹簧与直线电机的主被动并联机构要使用压缩弹簧获得较低的固有频率，对安装精度要求较高，控制精度的提升也较为困难。

3、采用压电陶瓷作为执行机构为主动隔振器的设计和应用存在频率响应高，定位精度高，寿命长的优点，但其同样存在缺点即其作动行程较小，因此实际使用中经常需要结合技术手段以拓宽其有效行程，造成成本增加且使用不便。

4、针对微振动抑制和隔离领域来说，宽频带、高频响是其主要特点，压电陶瓷致动器则脱颖而出，但采用压电陶瓷作为执行器的主动隔振机构，因其结构刚度较大，而多被称之为“硬式”结构，会导致系统的固有频率过高，难以有效的抑制低频振动。

中国国家知识产权专利局收录的专利文献CN102168738B一种六自由度主被动动力吸振装置，其由6个电机致动的单自由度动力吸振器组成，有主、被动控制模式，能适应多自由度复杂振动抑制工况，但对使用场合有特殊的安装要求，且每个自由度的运动需要两个吸振器同时作用，对同步控制精度要求较高，制造难度及使用限制较大。

发明内容

本发明提供一种六自由度微振动抑制平台，同时提供其控制方法，解决现有主被动复合隔振机构存在的结构复杂、控制方式繁琐的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种六自由度微振动抑制平台，包括：基础平台、负载平台、完全相同的六套单自由度主被动复合隔振装置以及控制器；

六套单自由度主被动复合隔振装置的轴线构成正方体去除两个对角顶点所连接的边以后剩余的六条边，轴线交点为正方体的六个顶点，上部三个交点固定在负载平台上，且在负载平台上沿圆周间隔120°均匀分布；下部三个交点固定在基础平台上，且在基础平台上沿圆周间隔120°均匀分布；任意两个相邻的单自由度主被动复合隔振装置的轴线互相垂直，且相同的一端朝向轴线交点设置；

单自由度主被动复合隔振装置包括依次连接固定的上柔性铰链、主动隔振组件、被动隔振组件、下柔性铰链；

控制器连接六套单自由度主被动复合隔振装置的主动隔振组件，用于计算得到实时控制信号并输出给主动隔振组件，对振动进行主动控制补偿。

进一步地，主动隔振组件包括压电致动器、机械放大构件、动态力传感器、波纹屏蔽管、挡板；

被动隔振组件包括金属弹簧、上导向盘、下导向盘、套筒、螺杆；

其中，

压电致动器、机械放大构件、动态力传感器设于波纹屏蔽管内部，波纹屏蔽管下端为挡板；动态力传感器固定在波纹屏蔽管上端，机械放大构件上端与动态力传感器下端固定，机械放大构件下端抵挡在挡板内侧，且固定在螺杆上端；压电致动器固定在机械放大构件内部，机械放大构件用于放大压电致动器的运动行程；波纹屏蔽管可轴向伸缩；上柔性铰链安装在波纹屏蔽管上端；

螺杆上端为上导螺栓、下端为下导螺栓；上导螺栓穿过挡板进入波纹屏蔽管内部，与机械放大构件下端连接固定；上导向盘抵挡在挡板下侧，通过上导螺栓固定；下导螺栓的端部固定在下柔性铰链上端，下导向盘抵挡在下柔性铰链上端且通过下导螺栓固定；金属弹簧套在螺杆上且抵挡在上导向盘和下导向盘之间，套筒套在螺杆和金属弹簧之间；

压电致动器和动态力传感器分别与控制器相连，动态力传感器用于检测负载平台的振动信号，输入给控制器；控制器用于根据得到的振动信号计算出实时控制信号，并将实时控制信号输出给压电致动器，使压电致动器产生变形；机械放大构件用于对压电致动器的行程进行机械放大，通过波纹屏蔽管、上柔性铰链的传递作用在负载平台上，对负载平台的残余误差振动进行主动控制补偿。

进一步地，下柔性铰链、上柔性铰链结构相同，均采用柔性虎克铰。

进一步地，压电致动器为叠堆型或管型压电陶瓷致动器；机械放大构件为三角形放大构件或微动工作台放大构件。

进一步地，包括下述步骤：

A.计算负载平台质心点的逻辑轴位移信号x

六个主动隔振组件分别测量六套单自由度主被动复合隔振装置轴向的振动力信号上传给控制器，控制器通过两次积分及去趋势项转换为位移信号q₁、q₂、q₃、q₄、q₅、q₆，构成物理轴位移信号q＝[q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆]^T，通过运算转换为负载平台质心点的逻辑轴位移信号如下：

x＝[x y z α β γ]^T

其中，J为速度雅可比矩阵，x、y、z、α、β、γ分别为负载平台质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

其中，l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置的单位方向矢量，p₁、p₂、p₃、p₄、p₅、p₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置上柔性铰链的铰链连接点与负载平台质心点所构成的平台半径向量，p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]为平台半径向量构成的半径矩阵，为p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]的反对称矩阵；

B.计算负载平台质心点的逻辑轴控制信号x′

根据逻辑轴位移信号x，通过主动控制算法计算得到逻辑轴控制信号x′＝[x′ y′z′ α′ β′ γ′]^T，其中，x′、y′、z′、α′、β′、γ′分别为经过计算处理后的质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

C.计算六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号：

通过转置速度雅可比矩阵J^T，将逻辑轴控制信号x′转换为物理轴控制信号q′＝[q′₁ q′₂ q′₃ q′₄ q′₅ q′₆]^T，其中，q′₁、q′₂、q′₃、q′₄、q′₅、q′₆分别为转换后六套单自由度主被动复合隔振装置的控制信号；转置雅可比矩阵J^T表达式如下：

D.传递步骤：

控制器将六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号分别传递至相应的主动隔振组件，进行相应单自由度主被动复合隔振装置的实时主动振动补偿。

进一步地，主动隔振组件包括压电致动器、机械放大构件、动态力传感器，步骤A中，六个动态力传感器分别测量六套单自由度主被动复合隔振装置轴向的振动力信号；步骤D中，控制器将六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号分别传递至相应的压电致动器；机械放大构件将压电致动器的运动行程进行放大，以进行振动补偿，实现主动振动补偿。

本发明结构简单，刚度可调，利用系统刚度串联会降低系统的动态刚度，从而降低系统固有频率；利用主动隔振单元可以改变隔振系统刚度及阻尼的特点，从而改变系统传递率的特性，能够对X、Y、Z轴的平动方向和转动方向六自由度微振动进行抑制和隔离，不仅对高频信号有较好的衰减作用，而且在控制方法上能够增加共振峰频率点的天棚阻尼，能有效抑制低频共振，隔离低频振动；能够适合不同的场合，可以有效的衰减不同频段的微振动，为微振动环境下的精密加工与测量设备提供可靠的保障。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的仰视图；

图5为单自由度主被动复合隔振装置结构示意图；

图6为单自由度主被动复合隔振装置剖视图；

图7(a)为柔性铰链俯视图；

图7(b)为图7(a)的左视图；

图8(a)为传统被动隔振机构原理示意图；

图8(b)为本发明隔振机构原理示意图；

图9为图1中传统被动隔振单元和本发明在开环和闭环情况下的传递率曲线对比图；

图10为图1中六套单自由度主被动复合隔振装置的轴线位置关系示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

基础平台10 负载平台20 控制器40

单自由度主被动复合隔振装置30

金属弹簧31 下导向盘32 下导螺栓321

上导向盘33 上导螺栓331 套筒34

压电致动器351 机械放大构件352 动态力传感器353

波纹屏蔽管354 挡板355 下柔性铰链36

上柔性铰链37

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为更清楚地理解本发明，以下对本发明中所涉及的概念和术语加以解释：

本发明中，负载平台坐标系采用空间笛卡尔直角坐标系，负载平台质心为原点O，负载平台位于XOY平面，X轴、Z轴在纸面内共面，X轴水平向左方向为正向，Z轴垂直向上方向为正向，Y轴垂直于纸面向外为正向。

单自由度主被动复合隔振装置的单位方向矢量是指单自由度主被动复合隔振装置中的下柔性铰链与基础平台连接点B到上柔性铰链与负载平台连接点A的矢量与该矢量的模的比值，可表示为：

平台半径向量为负载平台质心点到单自由度主被动复合隔振装置上柔性铰链与负载平台的铰链连接点所构成的矢量。

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1～图4所示，本发明包括基础平台10、负载平台20、完全相同的六套单自由度主被动复合隔振装置30以及控制器40，每套单自由度主被动复合隔振装置上下两端分别通过沉头螺钉与负载平台20和基础平台10连接。

六套单自由度主被动复合隔振装置轴线位置关系构成正方体的六条边，轴线交点为正方体的六个顶点，具体地，如图10所示，六套单自由度主被动符合隔震装置的轴线位置关系如图中实线部分，一共6条实线。在空间中假想一个正方体，正方体一共12条边，对角顶点A和B是正方体一条对角线的两个端点，去除两个对角顶点A和B各自连接的3条边，即去除图中6条虚线，剩余的6条实线就是六套单自由度主被动符合隔震装置的6条轴线的空间布置。请参照图1和图10，上部三个交点确定负载平台20平面，且在负载平台20上沿圆周间隔120°均匀分布；下部三个交点确定基础平台10，且在基础平台10上沿圆周间隔120°均匀分布；两相邻轴线互相垂直。

如图5、图6所示，各套单自由度主被动复合隔振装置30均由金属弹簧31、下导向盘32、上导向盘33、套筒34、压电致动器351、机械放大构件352、动态力传感器353、波纹屏蔽管354、挡板355及下柔性铰链36、上柔性铰链37组成；

压电致动器351安装在机械放大构件352中，机械放大构件352右端与挡板355、上导向盘33通过上导螺栓331连接，机械放大构件352左端通过螺栓与动态力传感器353右端连接，动态力传感器353左端通过转接与上柔性铰链37连接；

下导向盘32与下柔性铰链36通过下导螺栓321连接，套筒34装配在下导向盘32与上导向盘33之间，金属弹簧31套于套筒34外表，且与下导向盘32、上导向盘33接触；上导螺栓331和下导螺栓321分别插入套筒34左端孔口、右端孔口并与套筒34滑动配合；

下柔性铰链36端部、上柔性铰链37端部分别通过沉头螺钉与基础平台10和负载平台20连接；

压电致动器351和动态力传感器353分别与控制器40通过导线相连，动态力传感器检测负载平台的振动信号，输入给控制器40，控制器计算得到实时控制信号，输出给压电致动器351，机械放大构件352对压电致动器351的行程进行机械放大，作用在负载平台20上，对负载平台20的残余误差振动进行主动控制补偿；

金属弹簧31、下导向盘32、下导螺栓321、上导向盘33、上导螺栓331及套筒34组成被动隔振单元；

压电致动器351、机械放大构件352、动态力传感器353、波纹屏蔽管354、挡板355及控制器40形成闭环的主动隔振单元。

基础平台10可以为中部空心的圆环形、正三角环形或矩形环形，以在保证结构刚性与强度的前提下轻量化；

负载平台20可以为圆形板或矩形板，以保证负载安装空间。

作为实施例，下柔性铰链36、上柔性铰链37结构相同，均采用柔性虎克铰，如图7(a)、图7(b)所示，其为双轴柔性铰链，相当于轴线相交于一点的两个转动副的组合，允许构件有两个相对转动的自由度，两轴线的交点即为铰链的铰点，用于避免间隙和摩擦，保证高轴向刚度与低转动刚度。

本实施例中，压电致动器351为叠堆型压电陶瓷致动器；机械放大构件352为三角形放大构件，采用哈工大芯明天公司生产的型号为P06.X60AK的三角形放大促动器，包含机械放大构件和压电致动器。

作为本发明的控制方法实施例，包括计算逻辑轴位移信号、计算逻辑轴控制信号、计算物理轴实时控制信号和传递步骤。

A.计算逻辑轴位移信号x步骤：

六个动态力传感器分别测量六套单自由度主被动复合隔振装置轴向的振动力信号，并通过两次积分及去趋势项转换为位移信号q₁、q₂、q₃，q₄，q₅，q₆，构成物理轴位移信号q＝[q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆]^T，通过运算转换为负载平台质心点的逻辑轴位移信号

x＝[x y z α β γ]^T，

其中，J为速度雅可比矩阵，x、y、z、α、β、γ分别为质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

其中，l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置的单位方向矢量，p₁、p₂、p₃、p₄、p₅、p₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置上柔性铰链的铰链连接点与负载平台质心点所构成的平台半径向量，p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]为平台半径向量构成的半径矩阵，为p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]的反对称矩阵；

B.计算逻辑轴控制信号步骤：

对逻辑轴位移信号x，通过主动控制算法计算得到逻辑轴控制信号x′＝[x′ y′ z′α′ β′ γ′]^T，其中，x′、y′、z′、α′、β′、γ′分别为经过计算处理后的质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

计算逻辑轴控制信号步骤中，主动控制算法为比例积分(PI)力反馈控制算法、最小二乘递归(RLS)自适应算法或者最小均方(LMS)自适应控制算法。

比例积分(PI)力反馈控制算法出自经典控制理论比例-积分-微分(PID)控制器，见书目《PID控制器参数整定与实现》，黄友锐、曲立国著，北京，科学出版社，2010。

最小二乘递归(RLS)自适应算法以及最小均方(LMS)自适应控制算法均出自书目《自适应滤波算法与实现》，Paulo S.R.Diniz著，北京，电子工业出版社，2014；以及《自适应信号处理技术》，赵春晖、张朝柱等著，北京，北京理工大学出版社，2009。

C.计算物理轴实时控制信号步骤：

通过转置速度雅可比矩阵J^T，将逻辑轴控制信号x′转换为物理轴控制信号q′＝[q′₁ q′₂ q′₃ q′₄ q′₅ q′₆]^T，其中，q′₁、q′₂、q′₃、q′₄、q′₅、q′₆分别为转换后六套单自由度主被动复合隔振装置的控制信号；转置雅可比矩阵J^T表达式如下：

D.传递步骤：

将六套单自由度主被动复合隔振装置的控制信号分别传递至相应的压电致动器，以驱动机械放大机构，进行相应单自由度主被动复合隔振装置的实时主动振动控制。

在计算逻辑轴控制信号步骤中，对逻辑轴位移信号x＝[x,y,z]，通过比例积分(PI)力反馈控制算法计算得到逻辑轴控制信号

x′＝[x′ y′ z′ α′ β′ γ′]^T，

其中，x′、y′、z′、α′、β′、γ′分别为经过计算处理后的质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

比例积分(PI)力反馈控制算法为：

x′＝x·u(t)，u(t)＝k_p+k_i∫e(t)dt，

式中，u(t)为比例积分(PI)控制算法的时域输出信号，比例增益系数k_p为，k_i为积分增益系数，e(t)为x′和x的误差，t为时间系数。

以下对本发明和现有被动隔振机构的隔振原理进行对比：

如图8(a)所示，现有被动隔振机构通过传统的弹簧-质量-阻尼单元构成，实现简单的被动隔振，其传递率曲线函数G：

式中，x₁为负载平台的振动位移量，x₀是基础平台的振动位移量，C是机构的等效阻尼，K是负载平台与基础平台间的等效刚度，M是负载平台的质量，s＝jω为拉氏变换的复变量，ω为频域系数。

如图8(b)所示，本发明在现有被动隔振机构的基础上，串联添加一个易于改变刚度的被动弹性元件(实施例中采用金属弹簧)，并且添加一个主动反馈控制回路，主动反馈控制回路中采用传感器反馈、控制器计算、致动器输出的模式运行，构成主被动复合隔振机构，其开环情况下的传递率曲线函数G_o：

式中，x₂为采用主被动复合隔振机构时负载平台的振动位移量，K₀为串联添加的弹簧刚度，K为原系统的等效刚度，C为原系统的等效阻尼，M是负载平台的质量，以负载平台上的振动信号为参考，对被动隔振单元进行主动控制(本实施例中采用PI力反馈控制算法)，构成主被动复合隔振单元，其中控制力F：

其中，比例积分(PI)控制算法的时域公式为：u(t)＝k_p+k_i∫e(t)dt，

比例积分(PI)控制算法的频域公式为：

上式中，k_p为比例增益系数，k_i为积分增益系数，e(t)为逻辑轴控制信号和逻辑轴位移信号的误差，t为时间系数，s＝jω为拉氏变换的复变量，ω为频域系数。

则主被动复合隔振机构闭环情况下的传递率曲线函数G_c：

图9为图8中现有被动隔振机构与本发明在闭环和开环情况下的传递率曲线图。从图中实线可以看出采用现有被动机构隔振时，其被动传递率在低频共振峰处有较高的峰值，且系统的固有频率较高。从图中虚线可以看出，采用本发明的结构后，由于串联一个附加的刚度弹簧，系统的刚度得到进一步下降，阻尼也得到进一步提升。从图中点线可以看出，在采用本发明结构的基础上，配合PI力反馈等的主动控制方法，系统的刚度继续发生变化，固有频率进一步前移，同时系统的共振峰也被主动控制的天棚阻尼补偿，从系统的传递率曲线，看以看出本发明使得振动抑制能力得到了进一步性能的提升。

本发明中，单自由度主被动复合隔振装置由主、被动隔振单元复合构成，金属弹簧、下导向盘、下导螺栓、上导向盘、上导螺栓及套筒组成被动隔振单元；压电致动器、机械放大构件、动态力传感器、波纹屏蔽管、挡板及控制器形成闭环的主动隔振单元。

在被动隔振单元中，可根据实际需要更换不同刚度、不同材料的金属弹簧，实现变刚度特性，以更改系统的有效作用带宽，适应不同的微振动环境；上、下导向盘作为导向机构，保证金属弹簧的轴向运动精度，套筒作为行程保护机构，避免运动和运输过程被动隔振单元发生塑性变形。

在主动隔振单元中，动态力传感器相对于加速度传感器具有更高的信噪比特性，用于检测负载平台的动态实时振动信号，测量得到的振动信号输入给控制器，在控制器中通过主动控制算法计算物理轴实时控制信号，输出给压电致动器，压电致动器作为主动实时控制的输出机构，具有耗能小，定位精度高、频响快速等特点，不仅对微振动能进行有效的抑制和隔离，其低功耗也拓展延伸了能量功耗相对局限的应用环境(如太空遥感卫星的精密减振)；而机械放大构件则对压电致动器行程进行机械放大，以拓宽其有效工作行程，使其作用在负载平台上，对负载平台的残余误差振动进行主动控制补偿，从而减小负载平台的振动，达到振动抑制的效果。

本发明采用的主动控制算法中，比例积分(PI)力反馈控制算法简单成熟，运算量小，反馈控制结构简单易实现，实现天棚阻尼的效果，从而有效衰减固有频率处的共振峰。

本发明结构简单，刚度可调，利用系统刚度串联会降低系统的动态刚度，从而降低系统固有频率；利用主动隔振单元可以改变隔振系统刚度及阻尼的特点，从而改变系统传递率的特性，能够对X、Y、Z轴的平动方向和转动方向六自由度微振动进行抑制和隔离，不仅对高频信号有较好的衰减作用，而且在控制方法上能够增加共振峰频率点的天棚阻尼，能有效抑制低频共振，隔离低频振动；能够适合不同的场合，可以有效的衰减不同频段的微振动，为微振动环境下的精密加工与测量设备提供可靠的保障。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种六自由度微振动抑制平台，其特征在于，包括：基础平台、负载平台、完全相同的六套单自由度主被动复合隔振装置以及控制器；

六套单自由度主被动复合隔振装置的轴线构成正方体去除两个对角顶点所连接的边以后剩余的六条边，轴线交点为正方体的六个顶点，上部三个交点固定在负载平台上，且在负载平台上沿圆周间隔120°均匀分布；下部三个交点固定在基础平台上，且在基础平台上沿圆周间隔120°均匀分布；任意两个相邻的单自由度主被动复合隔振装置的轴线互相垂直，且相同的一端朝向轴线交点设置；

单自由度主被动复合隔振装置包括依次连接固定的上柔性铰链、主动隔振组件、被动隔振组件、下柔性铰链；

控制器连接六套单自由度主被动复合隔振装置的主动隔振组件，用于计算得到实时控制信号并输出给主动隔振组件，对振动进行主动控制补偿；

其中，主动隔振组件包括压电致动器、机械放大构件、动态力传感器、波纹屏蔽管、挡板；

被动隔振组件包括金属弹簧、上导向盘、下导向盘、套筒、螺杆；

其中，

压电致动器、机械放大构件、动态力传感器设于波纹屏蔽管内部，波纹屏蔽管下端为挡板；动态力传感器固定在波纹屏蔽管上端，机械放大构件上端与动态力传感器下端固定，机械放大构件下端抵挡在挡板内侧，且固定在螺杆上端；压电致动器固定在机械放大构件内部，机械放大构件用于放大压电致动器的运动行程；波纹屏蔽管可轴向伸缩；上柔性铰链安装在波纹屏蔽管上端；

螺杆上端为上导螺栓、下端为下导螺栓；上导螺栓穿过挡板进入波纹屏蔽管内部，与机械放大构件下端连接固定；上导向盘抵挡在挡板下侧，通过上导螺栓固定；下导螺栓的端部固定在下柔性铰链上端，下导向盘抵挡在下柔性铰链上端且通过下导螺栓固定；金属弹簧套在螺杆上且抵挡在上导向盘和下导向盘之间，套筒套在螺杆和金属弹簧之间；

压电致动器和动态力传感器分别与控制器相连，动态力传感器用于检测负载平台的振动信号，输入给控制器；控制器用于根据得到的振动信号计算出实时控制信号，并将实时控制信号输出给压电致动器，使压电致动器产生变形；机械放大构件用于对压电致动器的行程进行机械放大，通过波纹屏蔽管、上柔性铰链的传递作用在负载平台上，对负载平台的残余误差振动进行主动控制补偿。

2.如权利要求1所述的一种六自由度微振动抑制平台，其特征在于，下柔性铰链、上柔性铰链结构相同，均采用柔性虎克铰。

3.如权利要求1所述的一种六自由度微振动抑制平台，其特征在于，压电致动器为叠堆型或管型压电陶瓷致动器；机械放大构件为三角形放大构件或微动工作台放大构件。

4.如权利要求1所述的六自由度微振动抑制平台的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

A.计算负载平台质心点的逻辑轴位移信号x

六个主动隔振组件分别测量六套单自由度主被动复合隔振装置轴向的振动力信号上传给控制器，控制器通过两次积分及去趋势项转换为位移信号q₁、q₂、q₃、q₄、q₅、q₆，构成物理轴位移信号q＝[q₁ q₂ q₃ q₄ q₅ q₆]^T，通过运算转换为负载平台质心点的逻辑轴位移信号如下：

x＝[x y z α β γ]^T

其中，J为速度雅可比矩阵，x、y、z、α、β、γ分别为负载平台质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

其中，l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置的单位方向矢量，p₁、p₂、p₃、p₄、p₅、p₆分别为六套单自由度主被动复合隔振装置上柔性铰链的铰链连接点与负载平台质心点所构成的平台半径向量，p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]为平台半径向量构成的半径矩阵，为p＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]的反对称矩阵；

B.计算负载平台质心点的逻辑轴控制信号x′

根据逻辑轴位移信号x，通过主动控制算法计算得到逻辑轴控制信号x′＝[x′ y′ z′α′ β′ γ′]^T，其中，x′、y′、z′、α′、β′、γ′分别为经过计算处理后的质心点沿X、Y、Z轴的平动位移信号和转动角度信号；

C.计算六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号：

通过转置速度雅可比矩阵J^T，将逻辑轴控制信号x′转换为物理轴控制信号q′＝[q′₁q′₂ q′₃ q′₄ q′₅ q′₆]^T，其中，q′₁、q′₂、q′₃、q′₄、q′₅、q′₆分别为转换后六套单自由度主被动复合隔振装置的控制信号；转置雅可比矩阵J^T表达式如下：

D.传递步骤：

控制器将六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号分别传递至相应的主动隔振组件，进行相应单自由度主被动复合隔振装置的实时主动振动补偿。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，主动隔振组件包括压电致动器、机械放大构件、动态力传感器，步骤A中，六个动态力传感器分别测量六套单自由度主被动复合隔振装置轴向的振动力信号；步骤D中，控制器将六套单自由度主被动复合隔振装置的物理轴实时控制信号分别传递至相应的压电致动器；机械放大构件将压电致动器的运动行程进行放大，以进行振动补偿，实现主动振动补偿。