结构振动控制中压电阻尼技术研究：（二）压电主动阻尼技术

对压电主动阻尼技术进行了理论和实验研究，结果表明，采用压电陶瓷元件（ＰＺＴ－５１）作为控制系统中的传感器与致动器，通过主动阻尼控制键，能有效抑制结构的振动响应．     

结构振动控制中压电阻尼技术研究：（三）机敏约束层阻尼技术

给出了机敏约束阻尼概念，阐述了机敏约束层阻尼系统特征，分析了结构设计和系统建模方法。以典型梁系统为例，比较了被动约束阻尼技术和机敏约束层阻尼技术减振效果。结果表明；机敏约束层阻尼控制技术是一种更为有效的振动控制方法。最后，提出了今后重点研究问题。     

智能桁架结构振动控制中压电主动构件的研究：（一）压电主动构件设计

基于压电材料的压电作动效应，设计了一种可用于智能桁架结构振动控制的直线式压电主动构件，讨论了设计理论、参数选取及其对压电主动构件性能带来的影响。     

压电复合阻尼沥青

首次将压电材料应用于阻尼沥青，提高了原有材料的阻尼系数，为压电材料的应用开辟了一个新的领域。     

智能桁架结构振动控制中压电主动构件的研究：（二）压电主动构件的实验

通过实验研究了压电主动构件的工作性能：输出位移、输出力特性及其相关问题。针对压电主动构件的力学输出量与其驱动电压的非线性关系，提出了一种在驱动电路中串联电容的方法，来改善这个非线性特性和减小相位滞后问题。     

智能机械臂的压电半主动振动控制

以在半主动控制领域具有良好应用前景的压电元件为基础,在受控机械臂上粘贴压电陶瓷(PZT)片,运用基于压电分流阻尼的振动被动控制和基于同步开关阻尼(SSD)技术的半主动控制理论,消耗机械臂振动的机械能,减小结构振动的位移幅度,从而达到振动控制的目的.     

DSP技术在压电被动振动控制中的应用初探

采用DSP构建合成阻抗电路替代传统的压电分流阻尼电路进行振动控制。详细分析了DSP减振电路的工作原理和实现方法。以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,给出了DSP减振电路的单模态被动减振的实验结果,并提出了利用DSP减振电路进行多模态被动振动控制的发展方向。     

压电型振动陀螺仪—压电陀螺

最近,人们把压电振动陀螺仪简称为“压电陀螺”或“超声波陀螺”.当给振动着的物体施加旋转角速度时,在与其振动方向成直角的方向上产生哥氏力,压电陀螺就是利用这一力学现象,并将其作为角度传感器来使用的.人们还把这一原理用于音叉、音片和吊钟等弹性振动体,进行了大量的开发研究,但没有提供广泛的应用.压电陀螺,没有传统的机械转子速率陀螺的轴承磨损,所以,寿命长、而且起动时间短、耗电少、廉价,可达到中等精度的性能.因此已在无人搬运车、港湾浪高检测、     

精密机械结构的自适应压电分流阻尼抑振

为提高压电分流阻尼系统对多模态振动的抑制能力,提出了一种基于负阻抗变换器的频率自适应模拟电感电路.并应用于压电分流电路的设计,使压电分流电路能适应结构振动频率的变化而一直处于谐振状态,从而达到最佳的阻尼抑振效果,并研究了分流电路构型和各元件阻抗对抑振效果的影响.将此电路应用于典型精密机械结构--硬盘驱动器磁头驱动臂的多模态振动响应抑制,取得了良好的抑振效果,结构的前3阶稳态响应传递函数的幅值分别降低了8.15 dB、12.06 dB和2.11 dB.     

压电复合材料薄壳结构振动主动控制

对表面粘贴压电元件的复合材料薄壳结构的应变驱动原理、振动控制方程进行了分析。建立了自适应控制系统，对粘贴了压电材料的玻纤／环氧圆柱壳的振动进行了主动控制实验。结果表明，压电自适应壳结构能对薄壳的振动进行有效抑制，同时使壳体噪声辐射得到显著衰减。     

应用压电器件实施丝振主动控制的研究

本文提出利用压电传感器和致动器主动控制技术解决线切割机的铝丝振动问题。实验结果证明：主动控制技术可以有效地抑制钼丝振幅值与提高加工质量。     

压电分流阻尼系统中压电元件形状与布局优化

根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式,以此为优化目标,对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置/布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚度的影响下,采用ANASYS的APDL语言对四边固支弹性薄铝板进行参数化建模,根据压电元件的模态应变来计算电荷数量。使用拓扑优化方法得到对应于各阶模态的压电元件最优形状,并针对采用单片和多片压电元件的情况,进行了对应于结构各阶振型的布局优化。根据分析结果,提出了压电分流阻尼系统的压电元件形状和位置/布局优化的基本原则。将分析结果应用于一四边固支薄板的振动响应抑制实验,取得了良好的抑振效果,分流电路闭合后第1阶和第5阶模态响应的幅值分别降低了52.9%与62.6%,验证了压电元件形状和位置/布局优化的有效性。     

压电分流阻尼系统的抑振效能的研究

基于正压电效应的压电分流阻尼技术,具有简单,低功耗,轻便,易控制等优点,已广泛应用在结构被动控制中.在航空航天领域的应用中,考虑到加工和操作上的工艺限制,如附加质量、附加刚度、结构空间和成本等,提出了压电分流阻尼系统能量转化效能的概念.该文首先从理论上分析了系统有效机电耦合系数对压电分流阻尼抑振效能的影响,然后利用不同面积的压电元件进行薄板结构的振动控制,得到了不同目标结构的最佳抑振效果,计算出压电分流阻尼系统抑振效能与压电元件单位面积间的关系.结果表明,随着压电元件面积的增大,压电分流阻尼系统的振动抑制效果增加,而能量转化效率降低.因此,在实际应用中要权衡考虑系统能量转化效率和抑振效果以及附加质量等因素.     

基于横向振动模式的压电元件研究

为了解决大规模超声阵列中压电元件电阻抗匹配难度增加的问题,提出一种多层的基于横向振动模式的压电元件构造方法。利用压电陶瓷具有多种振动模式的特性,将基于厚度振动模式工作的压电元件转换为基于横向振动模式工作,在此过程中,压电元件振动方向不变,电极面积增加,间距减小从而其固定电容增加,电阻抗降低。该文提出了一种双层结构模式转换压电元件的构造方法,结合仿真分析,设计了基于横向振动模式压电元件,不进行阻抗匹配,其电阻抗降至约50Ω。     

振动控制中压电元件优化配置研究进展

压电材料以其工作频率宽,响应快,性能稳定和力电耦合效应强等优点已被广泛应用到结构振动主动控制中,该文对压电元件在结构振动主动控制中的优化配置问题进行综述。根据力电耦合关系,给出振动控制中压电元件的传感和作动方程,并推导了压电传感器/作动器的优化配置问题的数学模型;对优化配置问题中基于控制系统性能和系统能量的优化配置准则的研究状况进行总结和评述;同时对优化配置计算中常用方法进行了概括和分析,文中分别对压电传感器/作动器的位置、数目、尺寸和控制增益的优化研究成果进行总结,为工程实际提供方便快捷的布置方案,最后给出需要进一步研究的几个问题。     

压电分流阻尼电路设计的极点配置方法

针对作为被动控制的压电分流阻尼电路提出极点配置方法。对压电分流阻尼系统建立机电耦合方程,考虑模态位移为输出量,得到系统极点的特征方程。运用主导极点与虚轴的距离对系统动态响应衰减有着关键作用这一特性,确立优化目标,然后求解出压电分流阻尼电路参数的最优值。最后通过数值仿真对所设计的优化方法进行检验,并与传统传递函数优化法进行比较。仿真结果表明,运用极点配置方法设计的压电分流电路有着良好的抑制振动的效果,这验证了极点配置方法的有效性。     

压电主动构件在桁架结构振动控制中的应用

压电主动构件是一种集作动和传感于一体的能承载的器件。文章主要针对研制的压电主动构件,通过实验研究其在桁架结构振动控制中的应用。结果表明,这种压电主动构件作为桁架结构的内控制源,可以有效地提高结构的模态阻尼、抑制结构振动。