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采用自适应结构的原理和方法,对压电元件用于挠性结构振动的一些问题进行了探讨。对压电驱动器与匹配关系进行了理论分析,对模态传感/驱动器在挠性悬臂板结构中的布置方案进行了优化设计,并进行了结构的振动控制实践,从而验证了方法的有效性。 相似文献
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将模糊逻辑与学习控制的基本思想相结合,根据控制系统的动态输出特性,采用模糊控制对学习控制律中的参数进行实时校正,实现系统的动态学习过程,提出了一种适用于压电智能结构振动控制的模糊自学控制方法FSLC(FuzzySelf-LearningContr01)。分别采用三维8节点实体单元(Solid45)和耦合单元模拟主结构和压电致动器/传感器,基于ANSYS参数化语言编写了压电智能结构振动控制分析的有限元程序。通过数值仿真证明了模糊自学习控制方法能有效控制压电结构的振动,并提高了自学习控制的收敛速度和获得了很好的控制效果。 相似文献
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压电复合材料层合板自适应结构的振动控制 总被引:10,自引:0,他引:10
本文针对板壳型自适应结构,研究了压电材料作为作动器的自适应结构的振动控制。利用四节点压电复合材料层合板单元进行自适应结构的有限元动力分析;采用模态控制方法,将结构的各阶模态的阻尼比作为控制目标,并以此计算出各压电片的控制电压,达到控制结构振动的目的。算例给出了数值计算的结果。 相似文献
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压电智能环形板的主动控制 总被引:1,自引:0,他引:1
对在不同位置粘有任意多组压电传感器和压电执行器的轴对称弹性环形薄板的振动控制进行了研究.根据压电执行元件的等效作用量得到了压电智能环板的振动控制方程和传感方程,再利用分离变量法以及由传感器测得的电量和作用在执行器上电压之间的控制模式得到振动方程的全解.实行了对整体结构的主动控制.对不同的压电片布置进行了数值计算.结果表明:当离散分布压电元件布置越密,振动衰减的效果越佳 相似文献
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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
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E. V. Glushkov N. V. Glushkova A. A. Evdokimov 《Journal of Applied Mechanics and Technical Physics》2015,56(6):1007-1014
The distribution of the energy of a piezoelectric actuator between normal modes (Lamb waves) as a function of the source parameters and frequency is studied by solving the dynamic contact problem of the interaction between a flexible piezoelectric patch and a flexible elastic substrate with explicit representations for the excited traveling waves. Zones of the maximum and minimum energy of the fundamental modes are determined in the “oscillation frequency–piezoelectric patch width” plane. 相似文献
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This paper investigates the energy harvested from the flutter of a plate in an axial flow by making use of piezoelectric materials. The equations for fully coupled linear dynamics of the fluid–solid and electrical systems are derived. The continuous limit is then considered, when the characteristic length of the plate's deformations is large compared to the piezoelectric patches' length. The linear stability analysis of the coupled system is addressed from both a local and global point of view. Piezoelectric energy harvesting adds rigidity and damping on the motion of the flexible plate, and destabilization by dissipation is observed for negative energy waves propagating in the medium. This result is confirmed in the global analysis of fluttering modes of a finite-length plate. It is finally observed that waves or modes destabilized by piezoelectric coupling maximize the energy conversion efficiency. 相似文献
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为探索低强度冲击波的柔性测量技术,对PVDF(polyvinylidene fluoride)压力传感器开展冲击波加载和灵敏度标定实验,评估其低强度冲击波压力测量的可靠性。基于微结构设计改进薄膜传感器,获得适用于低强度冲击波压力测量的高灵敏柔性传感器,结果表明:单一压电工作模式的薄膜传感器测量低强度冲击波时有效输出电荷量和信噪比较低,测量结果容易受压电膜力电响应非线性、结构表面变形振动以及封装因素的影响,灵敏度系数不稳定、个体差异性大。采用周向固支的微结构设计能够将作用于薄膜传感器表面幅值较低的冲击波转换为幅值较高的面内拉应力,产生的复合压电效应可大幅提高传感器名义灵敏度系数、降低个体差异性。研制的柔性传感器在0.2~0.7 MPa压力范围内名义灵敏度约900~1 350 pC/N,相对测量误差不大于±13%。 相似文献
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智能板模态传感与控制的数值分析 总被引:5,自引:0,他引:5
智能结构技术对空间大型柔性结构 振动控制问题具有重要意义,采用独立模态空间控制技术对压电智能板进行主动振动控制是一种常用方法,以前对这一问题的研究仅限于解析的方法,本文采用有限单元法,设计了新的压电模态传感器与致动器,该方法能够适用于形状及边界条件较为复杂的智能板,算例分析证明了该方法的正确性。 相似文献
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A theoretical model of a circular flexure-mode piezoelectric bimorph actuator is established. The circular bimorph structure, consisting of two flexible layers of piezoelectric material and a layer of metallic material in the middle, is powered to the flexural deformation. The analytical solutions including the statics solution and the dynamics solution are derived from the 3D equations of the linear theory of piezoelectricity. Numerical results are included to show the circular bimorph piezoelectric actuator (CBPA) performance, depending on the physical parameters. 相似文献
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具有压电材料弹性环形板的屈曲 总被引:3,自引:0,他引:3
对在不同位置粘有任意多对压电片的弹性环形板在电压和径向压力作用下的轴对称屈曲进行了研究.根据压电效应的等效作用量,初参数法以及传递矩阵方法得到了环板屈曲的特征方程.对不同位置及不同宽度的压电片,计算了结构的屈曲载荷.并得到了稳定性边界曲线. 相似文献
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Active control of structural acoustic pressure in a rectangular cavity using piezoelectric actuators
《European Journal of Mechanics - A/Solids》2001,20(4):573-583
Active control of structural acoustic pressure in a rectangular cavity with a flexible beam is simulated numerically. The wave equation of the acoustic pressure and the equation of motion of the beam are approximated via the series expansions, and is then expressed in state space form. The control of structural acoustic pressure and vibration of the beam was implemented by applying the optimal voltage on piezoelectric actuators through an LQR controller. Two cases of different external forces acting on the piezoelectric laminated beam are illustrated. Results demonstrate that such a control system can efficiently reduce the structural acoustic pressure. 相似文献