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第卷第期航空计算技术..
年月.
振动主动控制仿真系统开发研究
黄平,张驰江,陈建军,王小兵
西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安
摘要:针对目前振动主动控制中软件计算存在的不足,提出了基于和的结构振动主
、复杂结构进行振动主动控制仿真计算的要
求。按照软件工程方法,首先开发了原型系统,并以一压电智能板结构为计算实例对该系统的设计
方案进行了说明和初步验证,结果表明该方案具有一定的可行性、有效性和通用性。
关键词:结构振动;主动控制;软件工程;仿真
中圈分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
引言大而闻名,并且提供了宏、参数没计语言—
、用户界面设计语言和用户可编程特性
振动主动控制是结构设计与控制设计的交叉和融
几种二次开发工具,具有很强的二次开发功
合,其设计方法就结构设计来讲,包括有限元法模态
分析、结构的稳态与瞬态动力学等;就控制设计来讲, 能。将它引入到仿真系统中,作为结构分析的基础模
包括最优控制、模态控制、自适应控制、智能控制等。块,将使仿真系统处理大型、复杂结构和模拟实际工程
环境的能力大大增强;而作为控制系统计算机
其设计内容包括:各阶模态的同有频率、刚度与阻尼的
辅助设计的标准平台,其丰富的、高效的—
计算,控制器的设计与优化以及控制的稳定性和鲁棒
仿真环境以及完善的与等硬件的接口,将使
性研究等。目前,在这些领域国内外已开展了大量
仿真系统的控制系统建模事半功倍。当然,和
的工作,如文—对智能桁架的主动控制进行了研
两大模块的结合,也极大地增加了软件的规模
究,文~对表面粘贴或内嵌压电材料的梁的响应
和复杂程度,为提高效率,增强软件的可维护性,保证
主动控制进行研究,文~研究了分别用压电材
软件真正满足用户和实际的需求,仿真系统的开发将
料作传感器和驱动器对板结构的振动进行主动控制。
采用结构化设计方法、快速原型法和面向对象的方法
尽管振动主动控制的研究已取得了较大的进展,
等多种软件设计方法相结合的开发策略¨。
但大多集中在理论分析上,分析和计算都是通过自编
程序来实现的,开发语言与平台各不相同,不具备通用
性,其研究对象只能是桁架、梁、板等简单结构,因此在振动主动控制仿真的实现
实际的程中意义不大。从目前的研究成果来看,振对于大型、复杂结构而言,其振动主动控制的基本
动主动控制仿真环境的软件化、通用化、规范化:作尚方程控制方程和传感方程通常南结构分析中的有
不多见。为弥补上述不足,满足对大型、复杂结构进行限元法来获得。下面以上下表面粘贴了压电材料的板
振动主动控制研究的要求,并结合现有技术条件和背的振动主动控制为例来阐明结构振动主动控制仿真的
景,本文提出了基于和的振动主动控制实现过程。
通用仿真系统设计方案,并编制了作为该仿真系统进. 结构有限元分析
行进一步开发和扩展基础的原型系统,在原型系统上现考虑一均匀各向同性弹性板,压电片均匀地粘
对一压电智能板结构的计算实例进行了仿真,验证了贴在弹性板体的上下外表面,且相邻压电片电极之间
该仿真系统设计的可行生、高效性与准确性。彼此绝缘,致动层和传感层均采用相同的材料和厚度,