壓電層合曲殼結(jié)構(gòu)振動主動控制.pdf

1、曲殼結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的常見形式，曲殼結(jié)構(gòu)通常結(jié)構(gòu)阻尼較小，在外激勵下振動衰減緩慢，控制殼體結(jié)構(gòu)的振動對其結(jié)構(gòu)性能的提高非常重要。壓電材料作為一種智能材料，以其獨(dú)特的力電耦合性質(zhì)在振動控制領(lǐng)域占有著一席之地，以壓電材料作為作動器與傳感器對曲殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制一直是一個研究熱點(diǎn)問題。本文以壓電曲殼結(jié)構(gòu)為研究對象，主要內(nèi)容有:
　　本文為了減少彈性曲殼結(jié)構(gòu)振動最優(yōu)控制的計算量，一方面采用空間曲殼單元來模擬空間結(jié)構(gòu)，減少結(jié)構(gòu)自由度，另一方面

2、把模態(tài)空間法和最優(yōu)控制算法結(jié)合，降低控制算法的計算量。在此基礎(chǔ)上，利用壓電曲殼單元完成了結(jié)構(gòu)振動最優(yōu)控制。對上述理論和算法進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)，數(shù)值算例驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　以含有傳感層與作動層的復(fù)合材料壓電層合曲殼為研究對象，在空間曲殼單元的基礎(chǔ)上，針對復(fù)合材料層合曲殼的受力特性，對其進(jìn)行有限元建模，推導(dǎo)了相關(guān)有限元列式。并在數(shù)值算例中，與ANSYS計算結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了本文有限元模型的精確性。
　　基于壓電層合曲殼

3、的有限元模型，采用負(fù)速度反饋控制律，建立結(jié)構(gòu)的振動控制方程，討論負(fù)速度反饋對結(jié)構(gòu)的影響。在模態(tài)空間狀態(tài)中，同樣對壓電復(fù)合材料層合曲殼進(jìn)行了振動最優(yōu)控制求解，獲得各單元電壓軌跡線，實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的振動最優(yōu)控制。對上述理論和算法進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)，數(shù)值算例說明本文能夠?qū)弘妼雍锨鷼そY(jié)構(gòu)的振動進(jìn)行有效控制。
　　最后，在模態(tài)空間最優(yōu)控制法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制的基礎(chǔ)上，建立振動控制的優(yōu)化模型，并采用模擬退火算法進(jìn)行了優(yōu)化求解。在數(shù)值算例中，對壓電層