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相似文献
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1.
田晓耕  陈儒 《实验力学》1998,13(2):224-230
用实验方法研究了支架振动主动控制。结果表明,用压电陶瓷片作传感器和作动器,采用速度反馈控制,无论是谐和激励还是随机激励,支架振动都能得到有效抑制。振动控制中压电陶瓷片作传感器既简便易行,又减少了附加质量对被控结构动态特性的影响。  相似文献   

2.
作动器/传感器优化配置的研究进展   总被引:58,自引:2,他引:56  
刘福强  张令弥 《力学进展》2000,30(4):526-516
给出了作动器/传感器优化配置问题的数学描述,综述了作动器/传感器优化配置方法的发展现状.阐述了振动控制和模态试验中作动器/传感器优化配置的关系.并给出需要进一步研究的几个问题  相似文献   

3.
压电自感知悬臂梁振动的主动控制研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用压电片的正逆压电效应,提出了一种基于分时结构的自感知作动器,将压电片作为传感器和作动器的功能在时间上进行分离,以实现用同一压电片在作动与传感之间的功能切换,并探讨了其用于主动控制的可行性,对一悬臂粱的振动主动控制研究表明该自感知作动器在实际上是可行的。  相似文献   

4.
设计了一个层叠式PVDF压电作动器用于壳结构的振动控制。考虑压电层、粘接层、壳体耦合关系,推导了表面局部粘贴层叠式PVDF压电作动器的圆柱壳的振动控制方程,给出了作动力与压电层和粘接层层数、厚度之间的关系以及作动力与作动器粘贴位置之间的关系。针对一端固定、另一端自由的圆柱壳,进行了振动控制仿真。结果表明层叠式PVDF压电作动器作动力与作动器层数近似成线性关系,增大作动器层数能有效增大作动力,在低控制电压下能显著抑制圆柱壳振动,作动器周向不完全粘贴时,在径向产生的径向作动力对壳体横向振动控制非常有利。说明了层叠式PVDF压电作动器是一种可用于壳体结构振动并具有良好作动效果的作动器。  相似文献   

5.
振动控制作动器的数目和位置优化设计   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出一种确定作动器的数目和优化设计作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础,将模态控制力和作动器作动力处理为随机变量,建立了模态控制力能量的自相关矩阵和作动器作动力能量的自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关阵包含的能量确定了作动器的数目,在此基础上,建立了基于控制系统作动力消耗能量最小,优化设计控制系统的作动器最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。  相似文献   

6.
针对某飞机上典型的复合材料弯管结构的振动 ,采用压电元件作为传感器和作动器 ,通过有限元分析其振动模态以确定压电元件的施加位置 ,进一步利用自适应前馈控制策略 ,对其振动进行了主动控制 ,最终取得了有效的减振效果  相似文献   

7.
密集模态挠性结构传感器/作动器的优化配置   总被引:2,自引:0,他引:2  
陈光  王永  万璞 《实验力学》2006,21(2):183-189
在适当的假设条件下,推导出了压电作动器产生的弯矩与输入电压的关系式及压电传感器输出电压与输入弯矩的关系,进而得到H型密集模态挠性板模型的状态空间表达式,并由此模型出发,采用一种基于能量的传感器/作动器的优化配置策略,该准则可以很自然地研究整个动态模型的可控性和可观性,进而确定传感器/作动器的位置。针对H型密集模态挠性板振动主动控制的数值仿真表明了该准则的有效性。  相似文献   

8.
智能板振动控制的分布压电单元法   总被引:25,自引:1,他引:25  
孙东昌  王大钧 《力学学报》1996,28(6):692-699
提出了一个用于振动控制的分布压电单元法,该方法中采用将分布压电传感器和致动器分割成若干相互独立的单元的方法,来设计压电模态传感器与压电模态致动器.压电模态传感器所观测的模态坐标和模态速度,可从各传感单元的输出电荷及电流中提取出来;而压电模态致动器则通过调制施加于其上的电压的空间分布来实现.在此基础上对智能板进行了模态控制  相似文献   

9.
柔性结构作动器/传感器优化配置研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
从有效衰减振动能量的角度出发,在对位配置作动器/传感器的情况下,通过最小化系统总储能积分,对柔性结构振动主动控制中的作动器/传感器位置及反馈增益进行了优化。在优化方法上,作者提出了一种快速收敛的遗传算法,即“适应度缩放” 加引入“有偏外来移民”的遗传算法。实验结果表明了该方法的有效性和控制系统的良好减振效果。  相似文献   

10.
振动工程中智能结构的研究进展   总被引:44,自引:2,他引:42  
介绍了智能结构的概念,评述了近年来用于振动工程中的智能结构所研究的几个基本问题:传感器,作动器,智能结构动力学建模及其振动控制,传感/作动器在结构中的优化配置,并提出了建议研究的几个问题:作动/传感材料的研究、集成技术的研究、控制器的研究和结构控制一体化优化技术  相似文献   

11.
智能结构集智能材料与传统材料于一体,能够实现结构的主动控制,在航空航天等领域具有巨大的应用潜力.由于其系统复杂且具有多场耦合效应,智能结构的整体式优化设计方法成为结构控制技术研究的关键之一.为了提高压电智能结构的整体性能和变形精度,提出了同时考虑压电驱动器布局(分布位置及角度)和基体结构拓扑构型的协同优化设计新方法.采用多点约束方法 (multi-point constraints,MPC)建立压电驱动器和基体结构的连接,定义一种与测量点目标位移相关的权重函数,以实现结构的精确变形控制.通过协同优化设计,压电驱动器可以获得最优的分布位置及角度,同时基体结构获得最优的拓扑构型,从而提升了压电智能结构系统的整体驱动性能和变形精度.通过进一步分析,研究了精确变形、体分比约束与结构优化构型和整体刚度的关系,以及优化结果中可能存在的传力路径畸变现象.数值算例的设计结果表明,采用协同优化设计方法,能够扩大结构的寻优空间,有效减小变形误差,实现压电智能结构的精确变形控制.  相似文献   

12.
研究了含黏弹性夹芯的功能梯度石墨烯增强复合材料(functionally graded graphene reinforced composite, FG-GRC)后屈曲梁在低速跌落冲击下的跳跃振荡行为.采用修正Halpin-Tsai细观模型预测FG-GRC的材料宏观属性.使用赫兹点接触模型确定冲击器和梁之间的接触力.提出了考虑轴向预应力的复合材料层本构关系和阻尼层的Kelvin型黏弹性本构.通过一种广义高阶剪切变形锯齿梁模型建立夹芯梁的非线性位移场. 基于Hamilton 能量变分原理, 推导了动力学控制方程组. 通过两步分析,首先获得弹性后屈曲平衡路径作为冲击问题的初始状态. 随后, 结合四阶龙格库塔法,拓展了两步摄动-伽辽金法计算接触力的时程曲线以及后屈曲梁的位移时程曲线.研究了后屈曲梁在单次和两次撞击下双稳态大幅振荡过程的动力学特征.讨论了轴向载荷、冲击速度、黏弹性阻尼特性、冲击器材料等因素对于碰撞接触力以及后屈曲梁动力响应的影响规律.结果表明, 接触力仅对冲击速度较为敏感,一定的结构碰撞参数设计可以在接触力变化不大的情况下,使得后屈曲梁由单势能阱运动转变为双阱大幅振荡.   相似文献   

13.
研究压电激励圆形曲梁的静态位移响应及位移控制的参数特性。将压电夹层圆形曲梁等效为单层结构,基于一维小曲率曲梁理论,建立其控制方程。在集中弯矩和径向集中力以及电载荷作用下,分析了带压电激励器的圆形悬臂曲梁的静态响应。与有限元结果比较表明:本文的理论模型能够模拟压电激励的小曲率圆形曲梁的静态响应。压电夹层圆形曲梁在任意位置的径向集中力载荷作用下,控制其自由端径向位移响应为零,求得控制电压的解析表达,数值分析表明:随着集中力载荷的位置变化和梁长的变化,最优控制电压将出现峰值和反号。  相似文献   

14.
胡骏  亢战 《力学学报》2019,51(4):1073-1081
压电作动器可以把电能转换成机械能,在结构主动振动控制中具有应用背景. 由于压电作动器的布局对振动控制效果影响很大,因此作动器布局优化一直是结构控制研究的关键之一. 为了提高压电结构控制能量的利用效率,本文提出了以提高结构可控性为目标的压电作动器的拓扑优化方法. 基于经典层合板理论对压电结构进行了有限元建模,并采用模态叠加法将动力控制方程映射到模态空间,推导了基于控制矩阵奇异值的可控性指标. 优化模型中,选取可控性指标指数形式为目标函数,将设计变量定义为作动器单元的相对密度,并基于人工密度惩罚模型构造了压电系数惩罚模型,给出了基于控制矩阵奇异值的可控性指标关于设计变量的灵敏度分析方法. 优化问题采用基于梯度的数学规划法求解. 数值算例验证了灵敏度分析方法和优化模型的有效性,并讨论了主要因素对优化结果的影响.   相似文献   

15.
压电桁架作动器/传感器优化配置算法研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
针对自适应压电桁架结构振动控制,建立了作动器/传感器优化配置数学模型,并提出一种优化配置的新方法。为了减少结构分析次数,该方法将近似概念、对偶法和遗传算法相结合,首先采用多点近似技术建立原问题的序列近似问题,再对近似问题中的作动器/传感器位置离散变量和控制增益连续变量采用遗传算法和对偶方法分别寻优的分层优化策略。为了提高近似问题对原问题的逼近程度,本文提出一种适于离散变量结构优化的分段多点近似函数。算例表明本文方法能够以很少的结构分析次数得到最优解。  相似文献   

16.
采用作者在上篇导出的压电耦合体动力学模型,给出了压电主动阻尼控制系统的设计方法;导出了压电耦合梁系统的作动方程和检测方程的显式表达式。以此为基础,以简单梁为对象,对压电检测器和作动器的性能、粘结层的影响、压电主动阻尼控制及压电主、被动阻尼双控制进行了实验研究  相似文献   

17.
《Comptes Rendus Mecanique》2019,347(12):953-966
Piezoelectric bimorph actuators are used in a variety of applications, including micro positioning, vibration control, and micro robotics. The nature of the aforementioned applications calls for the dynamic characteristics identification of actuator at the embodiment design stage. For decades, many linear models have been presented to describe the dynamic behavior of this type of actuators; however, in many situations, such as resonant actuation, the piezoelectric actuators exhibit a softening nonlinear behavior; hence, an accurate dynamic model is demanded to properly predict the nonlinearity. In this study, first, the nonlinear stress–strain relationship of a piezoelectric material at high frequencies is modified. Then, based on the obtained constitutive equations and Euler–Bernoulli beam theory, a continuous nonlinear dynamic model for a piezoelectric bending actuator is presented. Next, the method of multiple scales is used to solve the discretized nonlinear differential equations. Finally, the results are compared with the ones obtained experimentally and nonlinear parameters are identified considering frequency response and phase response simultaneously. Also, in order to evaluate the accuracy of the proposed model, it is tested out of the identification range as well.  相似文献   

18.
自感知主被动阻尼悬臂梁动态特性分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
由Hamilton原理导出了压电层作约束层作约束层的自感知主被动阻尼控制结构的振动控制方程;由自感知电压引入速度负反馈闭环控制,并由假设模态法将位移按模态展开,求解了悬臂梁结构的动态特征;对被动控制、自感知主动控制、自感知主被动控制的控制效果进行了分析比较;分析了粘弹层厚度变化、材料参数变化以及压电层厚度、位置等结构参数变化对控制效果及模态频率的影响;并对自感知主被动阻尼控制结构的特点和设计中应注  相似文献   

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