點(diǎn)陣夾芯梁板結(jié)構(gòu)振動(dòng)和屈曲主動(dòng)控制研究.pdf

1、為了增強(qiáng)點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，本文應(yīng)用壓電材料對(duì)點(diǎn)陣夾芯梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了振動(dòng)以及屈曲主動(dòng)控制研究。
　　將上下面板分別粘貼壓電作動(dòng)器和傳感器的金字塔點(diǎn)陣夾芯梁等效為正交各向異性實(shí)體結(jié)構(gòu)，且兩者具有相同的物理特性。建模中只考慮芯子結(jié)構(gòu)的剪切變形，而對(duì)于上下面板以及壓電作動(dòng)器和傳感器，則只考慮他們的彎曲變形。整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程由Hamilton原理和假設(shè)模態(tài)法建立，通過求解本征值問題得到結(jié)構(gòu)的固有頻率。首先分析了不同參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)

2、固有頻率的影響。隨后應(yīng)用速度反饋和線性二次型最優(yōu)控制(LQR)算法設(shè)計(jì)控制器，對(duì)點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)主動(dòng)控制的研究。分別采用時(shí)域和頻域兩種方法，分析了不同增益速度反饋和LQR控制算法下，夾芯梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)和作動(dòng)器電壓。
　　對(duì)三角形格柵夾芯板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析，為使計(jì)算結(jié)果更加精確，同時(shí)考慮了芯子的剪切和彎曲變形。壓電材料粘貼在夾芯板的上下表面作為作動(dòng)器和傳感器。仍然采用Hamilton原理建立結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。采用速度反饋

3、和LQR控制算法設(shè)計(jì)控制器，研究了點(diǎn)陣夾芯板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)主動(dòng)控制問題。通過求解結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和控制電壓，分析了不同速度反饋增益對(duì)點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制效果的影響。對(duì)比了點(diǎn)陣夾芯板與普通復(fù)合材料層合板的振動(dòng)特性，分析了點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)在動(dòng)力學(xué)方面的優(yōu)越性。此外，還分析了壓電片的面積和鋪設(shè)位置對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制效果的影響。
　　在對(duì)三角形格柵夾芯平板結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，分析了面內(nèi)壓縮和剪切載荷對(duì)結(jié)構(gòu)靜態(tài)穩(wěn)定性——屈曲的影響，并對(duì)