集成系统和精密仪器设备极易受到复杂工程环境中微振动的干扰,给系统稳定性和可靠性带来不利影响。现有微振动控制领域的研究中,隔振系统大多采用隔振器件外接传感器的方法,存在安装复杂度高、响应速度较慢等缺陷。采用具有优异力学性能和传感性能的磁敏橡胶来设计隔振支座,使实现集传感和执行于一体的功能器件成为了可能。但传统磁敏橡胶隔振支座通常只能面向单方向振动载荷的感知和隔振,而实际工程应用中,复杂振动载荷既是多方向的,还是多角度的。若将现有的磁敏橡胶支座应用在复杂工况中,极大可能因其自身结构的不牢靠,导致服役期间出现结构损伤、脱离、崩塌等现象,甚至使得隔振支座结构被完全破坏而失去抵抗复杂振动的能力。本文将基于磁敏橡胶的小型隔振支座作为研究对象,聚焦多方向载荷下的微振动工况,在传统磁敏橡胶支座结构基础上进行优化设计,使其结构小型化并具有结构自适应、冲击自防护的结构特点。对支座进行自感知性能测试实验,进而设计控制系统,完成控制隔振实验。本文主要内容如下:1.阐述了基于磁敏橡胶的小型隔振支座研究的背景和意义,综述了磁敏橡胶在隔振与传感领域的应用、微振动控制技术及自感知与控制隔振的研究现状。在总结该课题研究进展中存在的问题之后,提出本文的主要研究内容。2.考虑到隔振支座要实现智能化的隔振,首先需要使其自身结构安全化。在现有叠层型磁敏橡胶隔振支座的结构基础上,提出了隔振支座机械结构优化方案和磁路结构优化方案。机械结构优化中,具体设计了限位导磁钢板,与磁敏橡胶叠层后作为支座的核心隔振单元;在支座的上端顶盖和侧边套筒之间设计了环形阵列的护锁机构。利用带约束条件的最小值优化方法计算总磁阻最小的机械结构尺寸及其最优比例,实现磁敏橡胶支座尺寸小型化,适应于有小负载要求的精密系统或精密设备。在SolidWorks中构建三维模型,并导入Comsol Multiphysics中完成磁路仿真分析,结果显示优化设计了护锁机构和限位导磁钢板的支座与未优化支座相比,在电流为0.5A、1A、2A时,磁敏橡胶的平均磁感应强度分别提升了71.3%、27.8%、19.1%。对比仿真结果后,考虑到在后续自感知性能测试中能更易采集磁敏橡胶电阻值,选定了3块磁敏橡胶叠层作为最优模型。进而对支座进行了加工装配,并制备了较优性能的改性磁敏橡胶材料安装在支座中。3.从磁敏橡胶的压阻特性、剪阻特性及磁电阻特性三个方面对其自感知性能原理进行分析。设计了磁敏橡胶上下两端钢板引线和侧边引线引出电阻的两种电阻采集方法,并搭建了自感知性能测试平台。针对本文支座的叠层结构,采用了不同性能磁敏橡胶混合搭配叠层的方法,进而测试对比了不同感知层下支座的自感知性能。实验结果显示,在垂向挤压载荷下的压阻特性测试中,中间层作为感知层时的磁敏橡胶电阻变化率为30.0%,最大滞环率为21.4%,刚度变化率为16.9%,整体感知性能表现最优;在有不同垂向静态预压力下的横向剪切载荷测试中,中间层作为传感层的剪阻特性也表现为最优。进而以中间层作为感知层对支座进行了两种电阻采集方式的自感知性能测试,并对其传感器特性中的重复性和稳定性进行了实验验证。分析实验结果,得出支座受力状态规则:当支座受到动态垂向压力时,磁敏橡胶上下两端电阻和侧边电阻同时减小;当支座受到动态横向剪切力时,磁敏橡胶上下两端电阻和侧边电阻同时增大。实验结果为磁敏橡胶支座的多方向振动防护提供了数据参考。4.针对支座的垂向控制隔振,设计了控制电路,包括硬件电路整体框架、主控芯片选型、磁敏橡胶电阻检测模块、磁场强度检测模块、线圈电流控制模块;根据硬件电路,设计了相应的控制算法,包括整体算法框架、信号预处理算法、受力状态识别算法、决策控制算法。在自感知测试平台的基础上,搭建了控制隔振系统实验平台,完成控制隔振实验。结果表明,小型隔振支座可以自感知实时的振动状态,并利用电路进行决策与控制,完成控制隔振。小型隔振支座加入控制后,比无控制时的振幅降低了36.4%。