壓電智能懸臂板梁振動的主動控制與壓電片的優(yōu)化布置.pdf

1、智能結(jié)構(gòu)不僅能夠承受載荷，還能感知所處的內(nèi)、外部環(huán)境變化并通過改變其自身的物理性能或形狀等做出響應(yīng)，具有響應(yīng)快、自適應(yīng)、自診斷、自修復(fù)等優(yōu)點。目前，智能結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了工程振動控制領(lǐng)域的研究熱點之一。壓電材料可作為傳感器和致動器，是智能結(jié)構(gòu)的核心部分，其在結(jié)構(gòu)上的布置情況及控制參數(shù)直接影響著振動控制的效果，是目前對智能結(jié)構(gòu)進行研究的重點問題之一。本文以壓電智能懸臂板梁為研究對象，研究壓電傳感器和壓電致動器的布置及控制參數(shù)對懸臂板梁振動情況

2、的影響。本文首先根據(jù)壓電材料的性質(zhì)及壓電理論分析了壓電材料與懸臂板梁之間的相互耦合關(guān)系，建立了智能懸臂板梁的動力學(xué)方程和狀態(tài)方程，然后以線性二次最優(yōu)控制理論(LQR)為優(yōu)化設(shè)計準(zhǔn)則，以最小存留能量為目標(biāo)函數(shù)建立了懸臂板梁主動控制優(yōu)化設(shè)計模型，采用建立在一階偏導(dǎo)數(shù)計算基礎(chǔ)上的優(yōu)化方法，利用MMA算法(移動漸進算法)對優(yōu)化模型進行計算。最后在MATLAB中編程分別對粘貼了一對壓電片和粘貼了兩對壓電片對懸臂板梁進行主動振動控制的優(yōu)化模型進行求