壓電層合曲殼結構振動主動控制.pdf

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

2、把模態(tài)空間法和最優(yōu)控制算法結合，降低控制算法的計算量。在此基礎上，利用壓電曲殼單元完成了結構振動最優(yōu)控制。對上述理論和算法進行了程序實現(xiàn)，數值算例驗證了本文方法的有效性。
　　以含有傳感層與作動層的復合材料壓電層合曲殼為研究對象，在空間曲殼單元的基礎上，針對復合材料層合曲殼的受力特性，對其進行有限元建模，推導了相關有限元列式。并在數值算例中，與ANSYS計算結果進行了對比，驗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，采用負速度反饋控制律，建立結構的振動控制方程，討論負速度反饋對結構的影響。在模態(tài)空間狀態(tài)中，同樣對壓電復合材料層合曲殼進行了振動最優(yōu)控制求解，獲得各單元電壓軌跡線，實現(xiàn)對結構的振動最優(yōu)控制。對上述理論和算法進行了程序實現(xiàn)，數值算例說明本文能夠對壓電層合曲殼結構的振動進行有效控制。
　　最后，在模態(tài)空間最優(yōu)控制法對結構進行振動控制的基礎上，建立振動控制的優(yōu)化模型，并采用模擬退火算法進行了優(yōu)化求解。在數值算例中，對壓電層