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相似文献
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1.
压电智能环形板的主动控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
姚林泉  俞焕然 《力学学报》1999,31(3):366-371
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   

2.
陈勇  陶宝祺  高亹 《实验力学》2000,15(4):441-447
飞机局部复合材料构件存在着因涡流作用诱发的弹性振动问题。本文首先研究了表面粘贴型压电元件对复合材料构件的传感和驱动原理;针对结构待控模态的要求,采用了D-准则优化确定同位压电传感/驱动器在构件中的布置方案;应用自适应振动前馈控制原理和方法,构造了闭环控制系统;分别利用正弦和方波信号激发气动声场,对玻纤/环氧圆筒构件进行激振和振动控制实验;结果表明:构件主要待控模态的振动得到了有效抑制,但也出现了高阶模态被激发的问题,导致结构辐射噪声上升。  相似文献   

3.
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   

4.
研究了超声速流中压电复合材料层合板的颤振特性及振动抑制方法。采用一阶活塞理论计算了超声速流场中的气动压力,基于经典层合板理论和Hamilton原理推导了压电复合材料层合板的动力学模型,设计了滑模观测器以减少观测溢出,通过Lyapunov方法证明观测器的稳定性,应用观测状态设计了LQR控制器,讨论了几何参数、铺设角度对压电复合材料层合板颤振特性的影响,利用SIMULINK仿真求解了层合板的脉冲响应,验证了控制器的有效性。结果表明,合理规划层合板的几何参数和铺设角度可提高系统颤振稳定性,滑模观测器能够较为准确地追踪原始系统且具有良好的鲁棒性,LQR控制可以在一定范围内消除层合板的颤振点,并且能够有效地控制压电复合材料层合板在颤振边界处的振动,Q矩阵越大,振动控制效果越好,压电层厚度越大,LQR控制效果越好。  相似文献   

5.
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   

6.
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   

7.
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   

8.
平纹织物复合材料的振动有量耗散以及阻尼分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
平纹织物复合材料由编织结构的特点,对于振动有量有一定的衰减作用,交织纤维束相互间的阻滞作用以及聚合物基体的粘弹质都会耗损一部分振动能量。本文应用能量原理和阻尼分析的方法解决了平纹织物复合材料的复杂结构损耗因子的计算问题。  相似文献   

9.
可控约束阻尼层板的控制实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
张希农  李俊宝 《实验力学》1999,14(4):437-444
对具有可控约束阻尼层的板进行了振动控制实验研究. 以压电片作为作动器,根据测量的结构振动信号,反馈控制约束层的变形,抑制板的振动. 对试验件进行了试验模态分析,讨论了压电片的附加位置;采用比例反馈对试验件进行了控制试验;试验给出了控制效果和压电片面积的关系. 研究结果证明,这种利用粘弹性阻尼抑制结构的高频振动,利用压电材料的逆压电效应控制结构的低频振动的主被动杂交控制方式对薄壁结构的振动抑制效果显著,控制频率范围宽,可靠性高.  相似文献   

10.
压电层合板结构振动控制的有限元法   总被引:11,自引:0,他引:11  
利用有限元方法模拟压电结构的振动控制,从Hamilton理论出发推导出具有压电传感器及激励器的层合板的电耦合动力方程,应用Lyapunov及负速度反馈控制算来实现振动的控制。  相似文献   

11.
本文以镶嵌在平板上沿展向对放的两个压电陶瓷振子为主动控制激励器,自主设计了零质量射流主动控制湍流边界层减阻实验方案.在风洞中开展了双压电振子同步和异步振动主动控制湍流边界层减阻的实验研究,实现了压电振子的周期扰动对湍流边界层多尺度相干结构的干扰和调制,施加控制后减小了壁面摩擦阻力,获得减阻效果.当异步控制100 V, 160 Hz工况时得到最大减阻率为18.54%.小波多尺度分析结果表明,施加控制工况中PZT振子的周期性扰动使得小尺度结构的湍流脉动强度增强,改变了近壁区大尺度和小尺度结构的含能分布,且异步控制工况比同步控制工况的减阻效果好.当双振子振动频率为160 Hz时,流向脉动速度的小波系数PDF曲线呈现出波动特征,尾部变宽显著,近壁湍流脉动更加有序和规则,湍流间歇性减弱.对小尺度脉动进行条件相位平均的结果表明,施加PZT周期扰动后使得大尺度结构破碎成为小尺度结构,小尺度脉动强度增强,实现减阻.随着流向位置离PZT振子越来越远,周期性扰动对相干结构的调制作用逐渐减弱.  相似文献   

12.
旋转运动柔性梁的时滞主动控制实验研究   总被引:8,自引:0,他引:8  
陈龙祥  蔡国平 《力学学报》2008,40(4):520-527
对旋转运动柔性梁的时滞主动控制进行实验研究,验证时滞反馈控制的 有效性. 实验中采用交流伺服电机带动柔性梁旋转运动,柔性梁上粘贴有压电作动器,用于 控制梁的弹性振动. 实验研究考虑如下3种情况:(1)仅使用电机扭矩进行控制,电机扭矩 存在时滞;(2)使用电机扭矩和压电作动器同时控制,仅压电作动器存在时滞;(3)使用电 机扭矩和压电作动器同时控制,电机和压电作动器存在不同的时滞量. 重点通过实验验证时 滞反馈控制的可行性和有效性.  相似文献   

13.
The band gaps of a phononic crystal beam with staggered periodic structure are investigated. The periodic system consists of a pure elastic (i.e. PMMA) matrix beam and some piezoelectric (i.e. PZT) patches with coupling between the mechanical–electrical components. The PZT patches connected by negative capacitance circuits are applied to function as the active control system. Based on the condition at the interface between adjacent unit cells, the transfer matrix and localization factor are derived. The influence of the degree of interlacing and negative capacitance circuits are discussed. The numerical results show that another band gap can be generated by the staggered periodic structure of PZT patches. The widths and locations of the band gaps can be changed by the degree of interlacing.  相似文献   

14.
The present work deals with the propagation of interfacial surface waves in a composite consisting of homogeneous, transversely isotropic, piezoelectric halfspace underlying a thin layer of non-piezoelectric semiconductor material. The mathematical model of the problem is depicted by partial differential equations of motion for the structure and boundary conditions to be satisfied at the interface and free surface of the composite. After obtaining formal wave solution of the model the secular equation that governs the propagation of surface waves in the considered composite structure has been derived in compact form. The numerical solution of secular equation is being carried out for the composites Si–CdSe, Ge–CdSe and Ge–PZT by employing functional iteration method along with irreducible Cardano method using MATLAB programming. The computer simulated results in respect of dispersion curves, attenuation coefficient and specific loss factor of energy dissipation are presented graphically for Si–CdSe composite to illustrate the analytical developments. We have extended our analysis to Ge–CdSe and Ge–PZT composites also. However, to avoid clustering of profiles and also to have clear understanding of the variations, the computer simulated values of phase velocity and attenuation coefficient are presented in tabular form for all three considered composite structures. This work may be useful for designing and construction of surface acoustic wave (SAW) devices and electronics industry.  相似文献   

15.
This paper presents the use of macro-fiber composites (MFC) as actuators for twisting control of pre-twisted beams, which is one efficient method of vibration suppression techniques of helicopter rotors. An MFC is a piezoelectric fiber composite which has an interdigitated electrode, rectangular cross-section and unidirectional piezoceramic (PZT) fibers embedded in the polymer matrix. An MFC actuator has much higher actuation performance, flexibility and durability than a traditional piezoceramic (PZT) actuator. This study showed that an MFC could be used as an actuator to change the displacement and twist tip-angle of a pre-twisted beam. In the test, an MFC patch was pasted on the beam’s upper surface to twist the pre-twisted beam actively. Different twist tip-angle changes of the pre-twisted beam were measured under a series of actuation voltages, and a good agreement was observed when experimental results were compared with numerical results. In addition, the actuation performance of MFC was compared with those of PZT4 and PVDF and the influence of anisotropic property of the MFC on its actuation performance was also studied. The experimental and numerical results presented in this paper show the potential of MFC for use in the vibration control of helicopter rotors.  相似文献   

16.
魏进  曹登庆  于涛 《力学学报》2019,51(2):341-353
随着航空航天等领域中实际工程结构的大型化和柔性化,结构的非线性振动和主动振动控制问题越来越凸显.分析和处理此类结构出现的复杂振动问题的关键在于建立系统的非线性动力学模型与状态空间模型.对于由柔性部件、刚体、连接部件构成的复合柔性结构,由于各部件之间的振动耦合效应,单个柔性部件在悬臂、简支和自由等静定边界下的模态与结构的真实模态有较大差异.为此,本文提出复合柔性结构全局模态的解析提取方法,通过全局模态离散得到系统非线性动力学模型,从而构建状态空间模型.该方法采用笛卡尔坐标描述系统的运动,建立系统的运动方程;结合描述柔性部件的偏微分方程、刚体的常微分运动方程、连接界面处力、力矩、位移和转角的匹配条件以及系统的边界条件,利用分离变量法给出统一形式的频率方程,获取系统的固有频率和解析函数表征的全局模态.这里提出的全局模态提取方法不仅便于复合柔性结构固有频率和全局模态的参数化分析,而且为建立复合柔性结构低维非线性动力学模型和状态空间模型提供了有效的途径,对于推进这类结构的非线性动力学分析与主动振动控制研究具有重要意义.   相似文献   

17.
With the universal test machine and temperature test chamber, the effect of pressure and temperature on the behavior of 1-3 and 1-3-2 piezocomposites prepared with PZT/epoxy in our lab has been investigated through electrical impedance and dielectric analysis. The permittivity, resonant frequency and dielectric loss of the composites have been measured under vertical stress and temperature, and the variety of the material properties under pressure and temperature could also be obtained. The pressure and temperature stability of the composites have been assessed through experiments. The data of these two types of composites indicated that the stability of 1-342 composite with pressure was better than that of 1-3 composite, and two composites have almost the same dielectric stability with temperature. However, 1-3-2 composite showed slower frequency variation than 1-3 composite.  相似文献   

18.
相似电路耦合模型及其在压电—梁结构分析中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据线性系统微分方程的相拟性确定机械系统的相似电路,由压电材料的本构和动力方法确定压电材料作为电耦合的变压器,从而用一具耦合的电路系统模拟智能结构的电学和力学行为,通过一个压电-梁智能结构的分析,证明了模型的可用性。  相似文献   

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