Page 198 - 《振动工程学报》2026年第2期

514 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

X方向 Y方向 Z方向 Tab. 3 Space station test results of active vibration isolation

表 3 主动隔振单元空间站试验结果
−5
幅值谱 / g 10 −7 基座 加速度均方根值/g 主动隔振 衰减率
10
被动隔振
10 −9 X方向 6.2×10 −4 3.4×10 −5 8.2×10 −6 98.7%
10 −1 10 0 10 1 10 2 −4 −4 −5
频率 / Hz Y方向 6.7×10 2.3×10 1.0×10 98.5%
Z方向 5.8×10 −4 4.4×10 −5 7.1×10 −6 98.8%
×10 −5
加速度 / g 5 0 微振动的有效抑制。
与主动隔振单元地面试验结果对比可以看出，
−5
由于空间站试验中增加了隔振单元主动控制增益，
0 5 10 15 20 其主动隔振控制效果相比与地面试验更为明显，在
时间 / s

被动隔振的基础上实现了更高的振动衰减率和更宽
图 16 主动隔振控制结果
的主动隔振频带。
Fig. 16 Active vibration isolation control results
基座加速度 主动隔振前上平台加速度 5 结 论

主动隔振后上平台加速度
10 −2
本文给出了一种适用于空间站精密载荷的主动
幅值谱 / g 10 −5 隔振技术，综合分离式电磁音圈作动器和低刚度弹

簧，在保证宽频带隔振的同时，物理降低对接等冲击
10 −10 −1 2 扰动环境下的碰撞概率，同时采用了八支腿冗余构
10 10 0 10 1 10
4 2 ×10 −3 频率 / Hz 型以提高隔振单元的容错性能。空间站试验结果表
0.1 Hz 的宽频带隔
明，主动隔振单元能够实现低至
加速度 / g −2 0 振能力，在三个方向上保证优于 98.5% 的微振动抑

−4 制效果。
0 5 10 15 20
时间 / s
(a) X方向 参考文献：
(a) X direction
10 −2
[1] SCHKOLNIK V， BUDKER D， FARTMANN O， et al.
幅值谱 / g 10 −5 Optical atomic clock aboard an Earth-orbiting space station
（OACESS）：enhancing searches for physics beyond the stan-
dard model in space[J]. Quantum Science and Technology，
10 −10
10 −1 10 0 10 1 10 2 2023，8（1）：014003.
4 2 ×10 −3 频率 / Hz [2] GOZZARD D R，HOWARD L A，DIX-MATTHEWS B P，
加速度 / g −2 0 et al. Ultrastable free-space laser links for a global network of
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−4 128（2）：020801.
0 5 10 15 20 [3] BONGS K，SINGH Y，SMITH L，et al. Development of a
时间 / s
strontium optical lattice clock for the SOC mission on the
(b) Z方向
(b) Z direction ISS[J]. Comptes Rendus Physique，2015，16（5）：553-564.

[4] REYNAUD S， SALOMON C， WOLF P. Testing general
图 17 基座加速度与上平台加速度对比
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Fig. 17 Acceleration comparison between base and upper
2009，148（1）：233-247.
platform
[5] PRESTAGE J D, WEAVER G L. Atomic clocks and oscilla-
宽限制，该扰动主要通过被动隔振进行衰减。
tors for deep-space navigation and radio science[J]. Proceed-
空间站试验结果如表 3 所示。经过主动控制， ings of the IEEE, 2007, 95(11): 2235-2247.
隔振单元上平台载荷 X、Y 和 Z 三个方向上的加速度 [6] 赵国栋，卢晓同，常宏. 光学频率标准研究进展 [J]. 激光与
（时域均方根）相比于安装基座分别实现了 98.7%、 光电子学进展，2023，60（11）：1106003.

98.5% 和 98.8% 的振动衰减率，实现对空间站宽频带 ZHAO Guodong， LU Xiaotong， CHANG Hong. Research