压电智能环形板的主动控制

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     

压电智能结构荷载识别方法的研究

采用压电智能结构实测荷载的输出响应,基于BP神经网络与有限元逆分析提出一种识别荷载位置及大小的方法. 首先在结构的不同位置施加单位荷载由有限元方法计算得到网络的学习样本,经网络作逆分析识别荷载位置,继而通过有限元逆逼近方法确定荷载大小的最小二乘解. 数值算例表明,该方法计算速度快、精度高,不受结构几何形状和边界条件的限制,用于识别实际压电智能结构不确定荷载的位置及大小是可行的.     

智能压电结构的新型阻尼修正模型

针对智能压电结构中,结构和压电材料之间的耦合和压电材料的动态输出,对结构阻尼的影响,提出了一种新的分段阻尼模型.由于压电结构和系统之间的耦合效应,整个结构的刚度和阻尼都会发生变化,尤其是阻尼会发生动态的变化.静态阻尼模型的描述已不能满足描述需要,而文中的分段阻尼模型能更精确地描述智能压电结构中的阻尼,以及系统的动态响应.以悬臂梁为例,实验结果验证了原静态阻尼模型的误差较大,而新模型比原模型精确反映了系统的幅频相应,比原模型更加合理和准确.     

随机参数智能桁架结构动力特性分析

文中针对随机参数压电智能桁架结构研究了基于概率的结构动力特性分析方法。建立了压电主动檑和被动杆结构材料的质量密度、弹性模量同时具有随机性时结构的刚度矩阵和质量矩阵；从结构振动的瑞利商表达式出发，利用代数综合法推导出结构特征值随机变量数字特征的计算表达式。最后通过两个算例考察了智能桁架结构物理参数的随机性对其动力特性的影响，并获得了一些有意义的结论。     

压电智能结构拓扑优化研究进展

压电材料因其变形精度高、反应速度快、易于制作成小型化元件已经被广泛应用于精密驱动、振动控制、精确定位等领域.改变压电智能结构中压电元器件的位置、大小、形状等参数能够有效地改善系统的力学性能,因而吸引了许多学者和工程师的关注和研究.拓扑优化作为有效的优化工具,已经成功应用于压电智能结构的优化设计中.论文首先阐述了压电智能结构拓扑优化的背景和意义,简要回顾了压电智能结构主动控制及分析方法,并综述了面向结构静变形控制的压电智能结构优化、面向振动控制的压电智能结构优化、压电俘能器的设计与优化等三个方面的研究进展.最后,简单归纳压电智能结构拓扑优化研究中值得关注的几个问题.     

压电材料在智能结构形状和振动控制中的应用

综述了压电材料在智能结构形状和振动控制中的应用．基于大量国内外有关压电介质的文献,对在分布的压电材料的表面建立力学特性与电学特性的一一对应关系,以及与之对应的分布感测、分布控制理论和混合控制理论,作了全面阐述．首先概述了研究压电材料的重要意义,然后介绍了压电本构关系和有关压电板壳的力学理论和控制理论．着重阐述了研究压电结构的数值方法与实验．展望了该领域今后的研究方向．     

压电智能结构动力系统的伽辽金方法

币压电传感器、作动器和梁组成的机电耦合的动力系统，本文提出了一个计算机数值模拟的伽辽金方法。从哈密顿原理出发，导出其状态方程，采用有限维样条函数逼近该动力系统的运动。算便与实验结果比较表明，本文提出的方法，对于机电耦合梁的振动控制分析是有效的。此方法也容易进一步推广到其他更为复杂的智能结构。     

智能板振动控制的分布压电单元法

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     

基于压电智能结构的垂尾减振系统

以垂尾为研究对象,根据模态分析结果,将压电驱动和传感元件分为两组,并以对称方式嵌入到垂尾中,为了解决驱动器的输出与参考信号相耦合导致的不稳定问题,提出一种解耦的自适应前馈控制算法,设计了能够主动减振的垂尾系统,进而降低了垂尾振动引起的疲劳损伤. 实验结果表明,该垂尾能够较好地抑制飞行过程中的振动.     

压电梁的主动消振实验研究

推导了压电梁的输入输出关系,建立了压电梁的传递函数模型,并进行了基于对消思想的主动振动控制实验,取得了理想的控制效果,表明了建模和控制方法的正确性与有效性.     

智能板模态传感与控制的数值分析

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。     

密集模态挠性结构传感器/作动器的优化配置

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。     

振动工程中智能结构的研究进展

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     

线性分布荷载作用下梯度功能压电悬臂梁的解

采用逆解法求解了上表面受线性分布荷载作用的压电悬臂梁执行器,其中体积力$F_z$呈非线性分布. 首先确定了应力函数和电位移函数的多项式表达式,进而研究了该问题的通解,以及体积力的不同分布对解答的影响. 常体积力和无体力情况下的解可以由上述解直接得到. 本文为研究其它类型的压电梯度微观结构提供了一种可行的方法.     

用两种功能材料综合控制智能梁的振动

给出了用两种材料对梁进行振动控制的综合控制方法。采用多层分布压电层进行精密主动控制时,将压电传感层和压电致动层分割成若干单元来设计压电模态传感器和压电模态致动器,进而实现了梁的模态控制,同时利用形状记忆合金的超弹性特性对梁进行被动控制来抑制梁的大振幅振动,取得了很好的控制效果。     

压电结构振动控制及压电片位置优化的遗传算法

采用比例反馈控制,由线弹性压电层合结构有限元动力方程,推导了压电智能结构的振动控制方程.采用三维八节点实体耦合单元(Solid5)模拟压电致动器/感应器,三维实体单元(Solid45)模拟主结构,利用ANSYS中参数化语言(APDL)编写了压电层合智能结构的有限元程序.以零一最优问题来描述致动器/感应器的位置优化问题,用遗传算法(GA)求解.以压电智能悬臂板为数值算例,采用比例反馈控制,研究了瞬时荷载作用下,最优位置和一般位置配置致动器/感应器时智能结构的控制效果.为了进一步验证本文方法的正确性,研究了简谐荷载作用下系统的控制效果.数值结果表明采用遗传算法搜索压电智能结构振动控制中压电致动器/感应器的最优位置是十分有效的并具有较高的计算效率.