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相似文献
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1.
梁振动控制中压电作动器的位置优化准则   总被引:5,自引:0,他引:5  
以输入的控制信号能量最小为目标,提出了梁结构振动控制中压电作动器的位置优化准则,基于压电片层合简支弹性梁的模态振动方程,给出了反映各压电作动器上控制电压与模态控制力之间关系的控制电压影响系数的表达式;详细推导了控制信号能量的表达式,并根据控制能量最小的准则对压电作动器的位置进行优化,数值分析中,对梁结构的振动控制过程进行系统仿真,比较了相同衰减时间下压电作动器位于梁表面不同位置时系统输入能量的大小,数值模拟所得的最优位置与理论结果非常吻合,验证了该准则的正确性。  相似文献   

2.
复合材料自适应结构中压电作动器的位置设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用灵敏度分析方法,研究了复合材料板壳型自适应结构中压电作动器的位置设计.通过分析各位置上压电作动器对结构各部分的控制灵敏度,获得压电作动器最佳控制效率的位置序列,并据此布置压电作动器.以不同边界条件下板梁结构的动力学响应抑制和准静态变形控制为例,进行了数值验证,证明此方法所得结果正确.该方法原理简明、计算效率高,可为板壳型自适应结构的作动器铺层位置设计和控制电压分布设计提供依据.  相似文献   

3.
龚靖  贾瑞庆  刘洋  赵志普 《科技信息》2007,(30):194-196
于桁架结构中集成若干传感器、作动器及控制器,构成主动桁架;采用有限元法,使用杆单元模型,分别给出了压电传感器的观测矩阵和作动器的控制矩阵,建立了主动桁架的空间状态动力学模型。  相似文献   

4.
文章由线弹性压电层合结构有限元动力方程,进一步推导了压电智能结构的主动控制方程;采用三维八节点实体耦合单元模拟压电致动器/传感器,运用ANSYS参数化语言(APDL)建立了压电智能板结构的有限元模型,并进行模态分析,将系统耦合有限元动力方程转化为模态坐标下的系统状态空间方程;考虑了离散分布式压电致动器/传感器对于主结构...  相似文献   

5.
书本式分布作动器及可控约束阻尼层结构控制的实现研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用压电材料的逆压电效应,研制了一种新型压电作动器-书本式分布作动器,讨论了作动器的附加位置,采用比例反馈进行了主动控制试验,通过试验给出了单位电压的控制效果与书本式分布作动器的压电片层数的关系,研究结果表明,书本式分布作动器是一种能在较低驱动电压下产生较大作动力的作动器,它和约束阻尼层结合构成的可控约束阻尼层主被动一体控制技术对于薄壁结构振动的抑制效果显著,有着较好的工程应用前景。  相似文献   

6.
利用压电材料的逆压电效应,研制了一种新型压电作动器———书本式分布作动器,讨论了作动器的附加位置,采用比例反馈进行了主动控制试验,通过试验给出了单位电压的控制效果与书本式分布作动器的压电片层数的关系.研究结果表明,书本式分布作动器是一种能在较低驱动电压下产生较大作动力的作动器,它和约束阻尼层结合构成的可控约束阻尼层主被动一体化控制技术对于薄壁结构振动的抑制效果显著,有着较好的工程应用前景  相似文献   

7.
根据压电智能结构的特点,针对一类由悬臂梁、传感器和压电作动器构成的压电智能梁系统的振动主动控制进行了研究。利用压电方程建立了压电智能梁系统的状态空间模型,采用线性二次最优控制(LQR)对智能梁的振动进行了主动控制。对二次性能指标中的加权矩阵的选取方式进行了深入研究,提出了一种基于多种群遗传算法的加权矩阵选取方式。仿真和实验结果表明:多种群遗传算法比简单遗传算法具有更快的收敛速度,且遗传代数少,能够有效避免陷入局部最优解。基于多种群遗传算法的LQR振动主动控制算法对压电智能梁的振动主动控制具有可行性和稳定性,相对基于简单遗传算法的LQR振动主动控制算法达到稳定的时间短且具有更好的控制效果。  相似文献   

8.
该文对粘贴式压电陶瓷作动器进行了建模,导出了考虑胶层影响的压电陶瓷晶体片与被粘贴结构的力、电关系式。使用粘贴式压电陶瓷作动器,对一段细长梁中的行波传播的主动控制方法进行了理论分析。为了验证压电陶瓷作动器的控制性能,进行了相应的主动控制试验,试验结果表明在104~305Hz频段上达到了平均减小50%的扰动行波幅值的控制效果。  相似文献   

9.
根据最优控制理论,通过对多点力矩型作动器位置的仿真研究可以看出:力矩型作动器在柔性结构上的最优位置呈区间分布,便于工程实现;基于最优控制的最佳力矩型作动器位置配置能显著地衰减柔性结构的低频振动,且只需要很小的控制作用.  相似文献   

10.
提出一种拓扑优化智能结构压电传感器选取位置的方法,即利用可观矩阵奇异值灵敏度来识别压电传感器优化位置。首先,运用有限元方法分析了系统特征,讨论了智能结构模态的可观性,然后,推导出可观矩阵奇异值灵敏度的计算公式。最后,给出了确定压电传感器位置的优化准则和步骤。算例证明了方法的有效性。  相似文献   

11.
柔性结构振动主动控制中传感器/执行器位置优化研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
从二维柔性板的状态空间表达式出发 ,采用一种基于能量的传感器 /执行器的最优配置策略。使用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 ,进而确定传感器和执行器的位置。实例中的针对柔性板的数值仿真过程表明了该准则的有效性  相似文献   

12.
提出了一种选取压电执行器优化位置的拓扑优化方法·其基本思想是利用可控矩阵的奇异值单元灵敏度来识别压电执行器优化位置·讨论了智能结构模态可控性的度量问题;推导了可控矩阵奇异值单元灵敏度公式;给出了确定压电执行器优化位置的优化准则;用算例说明了方法的有效性·  相似文献   

13.
在压电执行器闭环控制系统中,需要位移传感器提供位移反馈量.为了省略位移传感器,提出一种利用电子电路使压电执行器自感知其自身位移的方法.根据压电电荷几乎与位移成正比的特点,用电子电路获得驱动电荷,从电荷换算位移.提出了对压电执行器采取电压驱动和获取电荷为一体的复合驱动方法,高压运放输出作为高压驱动电源,电流积分器获得压电电荷.实验测量了带载和空载下压电双晶片和压电叠堆的自由位移,通过涡流位移传感器标定得到,双晶片位移自感知误差小于3.61%,叠堆位移自感知误差小于1.81%,实验测量了压电叠堆带载情况下的输出位移,结果表明可以用于带载位移自感知。  相似文献   

14.
基于可观矩阵奇异值单元灵敏度的思想,提出了确定智能压电传感器安放位置的一种拓扑优化方法。为了获得智能结构压电传感器的优化位置,首先采用有限元方法对原系统进行了特征问题分析;第二利用奇异值分解法讨论了智能结构模态可观性的度量问题;第三推导了可观矩阵奇异值单元灵敏度公式;第四以奇异值单元灵敏度作为度量和准则并且给出一个门槛值,根据门槛值可以确定压电传感器优化位置;最后利用算例来说明本文方法的有效性。  相似文献   

15.
梁式自适应结构主动控制模型及实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
为提高结构对外部环境的抗干扰能力 ,构造了梁式自适应结构 ,并对其主动控制进行了研究。由传感器、作动器与梁主体结构组成梁式自适应结构。基于压电材料的本构关系 ,建立了传感方程和作动方程。根据有限元方法和现代控制理论 ,建立了梁式自适应结构的动力学方程和系统的状态方程。采用最优控制理论 (L QR) ,进行了控制器设计。建立了梁式自适应结构主动控制实验系统 ,并对这类自适应结构的动力学行为及主动控制进行了实验。实验研究结果表明梁式自适应结构能够改善结构的动力学特性 ,对外界干扰具有良好的自适应性  相似文献   

16.
以压电智能材料聚偏氟乙烯(PVDF)作感知和离子交换膜金属聚合物(IPMC)作驱动的悬臂梁为研究对象,建立了智能悬臂梁的压电传感和致动方程.并通过模态分析法变换为基于闭环控制系统的状态空间方程,设计了压电智能梁的振动控制系统.将遗传算法和线性二次型最优控制相结合,采用遗传算法设计Q,R阵,以获取状态反馈控制律,研究了压电智能梁的振动的最优控制问题.仿真实验结果证明,控制系统具有很好的振动抑制效果  相似文献   

17.
用于自适应可展结构的压电式智能主动杆   总被引:9,自引:0,他引:9  
为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智能主动杆。该主动杆由压电作动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出微位移和压力 ,及对位移和压力监测的功能  相似文献   

18.
利用一次正、二次逆压电效应设计可作动传感器研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
进行了一次正压电效应、二次逆压电效应的理论分析与实验验证.理论与实验均证明.压电体通过一次正压电效应产生的电位移,及通过二次逆压电效应产生的应变与应力均与施加外力具有良好的线性关系.由于一次正、二次逆压电效应是在同一压电体内存在的双向效应,其原理特别适合于传感器、执行器集成一体化的研究.因此,利用压电体的一次正压电效应可以测量外力,作为传感器使用;同时利用该压电体的二次逆压电效应可以输出一个微位移.作为执行器使用.提出了利用该原理设计"可作动传感器"的实现方案.并证明了其可行性.  相似文献   

19.
压电智能结构振动控制的数值模拟   总被引:1,自引:1,他引:0  
文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。  相似文献   

20.
利用有限元法对高精度磁头定位控制系统中拟采用的压电双晶片智能板型致动器的动力控制特性给予了定量模拟。将压电双晶片分别粘贴于基底钢板上下表面形成层合板,对其在恒定的平行电场作用下的机电耦和致动特性进行了分析,基于压电本构方程、经典层合板理论和Hamilton原理,推导出具有压电传感器及致动器的层合板机—电耦合动力方程。通过应用负速度反馈控制算法,对板的变形与振动控制的特性进行了数值分析,建立了相应的定量分析模型和计算程序,结果表明:本文的控制系统是有效的。  相似文献   

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