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多层式压电智能结构振动主动控制研究.pdf

上传人:1322891254 2014/6/28 文件大小:0 KB

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多层式压电智能结构振动主动控制研究.pdf

文档介绍

文档介绍:、弹性模量比苯佑跋煅沟缙那Ч1疚氖紫仍诤雎哉辰岵阌跋斓置及最优厚度的确定进行了研究。研究结果表明:驱动器的厚度和位置依赖于同的基体材料,压电驱动器的最优厚度也不同。根据本文的研究,选用铝作基体时,驱动器的最优厚度约为基体厚度的∮酶肿骰澹鞯淖钣动器最优厚度的影响。通过理论分析和计算表明:在粘结层的各种物理参数中,粘结层的厚度对驱动效果影响最大:相比之下,粘结层其它物理参数绮此在柔性智能结构中,控制系统的性能缈煽兀晒坌浴⑽榷ㄐ砸约奥嘲粜利用智能材料作为传感元件和驱动元件对柔性结构的振动进行控制,是当前结构振动控制研究和应用非常活跃的领域。特别在空间柔性体结构中,由于其柔度大、内阻小,太空环境又几乎没有什么外阻,要使其具有高的稳定性和高的定位精度,用传统的振动控制方法难以满足要求。开发和研制集传感、驱动和控制于一体的具有自诊断、自适应等功能的柔性智能结构,为这一问题的解决开辟了一条崭新的途径。建模、优化、控制是柔性智能结构振动主动控制问题的关键。本文将在现有研究的基础之上,围绕上述几个关键问题进行进一在外加电场一定的条件下,压电元件和基体结构的物理参数矶缺取⒑条件下对双层式压电柔性梁的驱动器最优厚度进行了定量分析,得到了一个确定驱动器最优厚度的近似公式。并首次对多层式智能结构中的驱动器的纵向位弹性模量比,且驱动器布置层数一般不宜大于四层。此外,研究表明:使用不厚度约为基体厚度的在目前压电类智能结构研究中,大都未考虑粘结层物理参数的影响。本文在线性应变假设的基础上,详细讨论了粘结层材料的物理特性对驱动效果及驱比、弹性模量等郧Ч挠跋煲P〉枚唷步的深入研究。东北大学硕士学位论文摘要
查查兰翌主兰垡垒茎确的物理意义。同时将改进后的模拟退火算法用于求解柔性智能结构中传感器/驱动器最优配置问题。实例计算表明,改进的模拟退火算法可以较高的效率搜出了一种简明而直观的驱动器位置的配置方法。在上述理论分析的基础之上,本文对多层式智能结构系统的优化配置进行优配置,可以使控制能量在允许的范围内实现结构振动的有效抑制。、关键词:多层式智能结构振动主动控制模拟退火算法最优控制国家自然科学基金资助嗪牛在以前的工作中,对配置问题主要是基于可控/可观度使控制能量最小的指标进行研究。本文以振动主动控制系统中主动阻尼耗能最大为准则建立传感器/驱动器最优配置的目标函数,该准则具有明索到配置问题的全局最优解,且对单点和多点配置问题均有效。此外,本文还针对柔性智能梁振动能量的分布特点,从提高传感和驱动效率的角度出发,提了计算机仿真研究。仿真结果表明,采用最优控制律,并通过驱动器位置的最·论文工作得到了等氪ǜ衅鳎鞯呐渲妹芮邢喙亍摘要\
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髀课题的背景和意义能萌发划时代的技术创新。量的人力、物力和财力用于该领域的研究和探索。美国空军首先以基金的形式多学科交叉的一项高新技术,有着重要的应用价值和应用前景,目前已成为振动工程研究领域的一个热点。而利用智能材料作为传感元件和驱动元件对结构智能材料结构/起的多学科交叉的综合性学科。虽然它的研究时间还不长,但它已成为高技术新材料领域的一个热点,并目益显示出强大的生命力。智能结构材料的研究使现行的一些工程问题和安全可靠性问题的概念发生了根本的变化,使过去离线、被动的监测过渡到在线、主动的监测和控制。智能结构材料的研究极大的推动了材料科学技术和信息科学技术之间的交叉渗透,推动着材料制备加工技术与信息技术、传感技术、计算机技术以及工程控制等技术的紧密结合,甚至有可智能结构在一些重要和尖端技术领域已展现出良好的应用前景,引起了世界各国的极大重视。近年来,以美、日、德、英为代表的发达国家迅速投入大来支持智能结构的研究。美国、、、染部门和国家自然科学基金V悄芙峁沟难芯刻峁┝舜罅康淖式穑形C国优先发展的研究领域之一。欧洲近内来正实施光传感技术智能复合材料结构研究计划H毡就ú」ぜ荚喊阎悄芙峁瓜低沉腥昕J际凳┑基础科学先导研究的七大项目之一。到目前为止,智能结构已广泛应用于航空、航天、机械、建筑和医学等工程领域。振动主动控制技术作为固体力学、自动控制、计算机、材料与测试技术等是一门新兴东北大学硕士学位论文髀
压电智能结构振动主动控制的国内外研究现状查奎兰堡主兰垡堡墨应不能预知的外界干扰以及结构或系统的不确定性,因此具有较强的环境适应元件研究了柱状天线模型控制,开创智能结构进行结构振动控制的先河,随后料制成的柔韧结构振动控制问题。如与晒Σ捎醚沟绫∧轶的振动进行控制,则是当前结构振动控制研究和应用非常活跃的领域。特别在空间柔性体结构中,由于其柔度大、内阻