压电材料与智能结构在振动控制中的研究与前景展望

智能结构具有自诊断、自适应特性,越来越多地应用于航天结构、机器人、高精度光学系统等方面.压电材料具有正、逆压电效应,既可以作为作动器又可做传感器,因而常被应用于智能结构.基于压电材料的特点介绍了振动控制方法,对目前智能结构在振动控制领域的应用现状进行了回顾,最后指出了今后需要解决的主要问题.     

压电陶瓷用于智能梁结构的振动控制研究

从理论和实验两方面分析了利用压电作动器进行柔性梁结构振动主动控制的机理,建立了相应的实验系统,得出了智能梁结构的振动位移和驱动电压及传感电压之间的关系。实验中采用直接负反馈和趋势预测反馈控制方法,对智能梁结构进行了有效的振动主动控制,得到了良好的效果。     

智能结构中的压电传感器与驱动器

本文阐述了智能结构中的压电应变传感器与应变速度传感器的原理、检测电路,简述了压电驱动器的原理及驱动电路,最后介绍了其在主动振动控制中的应用。     

压电机敏桁架结构振动自动应控制及实验研究

简要说明了自适应滤波前馈控制方法实现结构振动主动控制的设计思想,详细论述了基于这一思想所开发的自适应控制系统结构与设计方法,在此基础上对一压电机敏杵架结构进行了振动主动控制实验,取得了良好的抵消振动效果。     

柔性结构振动控制的初步分析与试验研究

采用智能结构的原理和方法,对压电元件用于柔性结构振动控控制的有关问题进行了初步探讨。对压电驱动器与结构的匹配关系进行了理论分析,对模态传感－驱动器对在柔性悬臂板结构中的布置数量和位置进行了优化设计,并对结构振动进行了控制试验,验证了该方法的有效性。     

压电结构一体化振动控制

提出一种新的方法对压电结构进行一体化振动控制。压电结构由基体和多个压电层组成,选择某些压电层接入协调电路,把机械能转变为电能耗散,进行被动控制;同时,对某些压电层加负反馈控制进行主动控制,从而实现对压电结构进行一体化控制的目的。     

基于压电元件的智能结构系统建模

对配置压电元件作为传感器、致动器的智能结构建模进行了实验研究 ,介绍了压电传感器、致动器原理及其检测、驱动电路 ,阐述了系统建模方法 ,以悬臂梁为例建立了系统的 ARX模型。实验结果表明所建立模型的正确性     

基于DSP的压电智能柔性板主动振动控制实验研究

研究了一种基于压电的智能柔性板主动振动控制问题,采用有限元法与能最准则相结合的方法,实现了传感器和致动器的优化布置,在此基础上搭建实验装置,并通过激光测振仪提取模态参数。以数字信号处理器DSP设计PID控制器,并进行柔性板的主动振动控制实验研究,实验结果验证了方案的有效性。     

压电材料在机敏结构振动控制中的应用

采用压电传感器与控制实现机敏结构的振动控制是当前振动工程的一个研究热点。本文在阐述其基本原理的基础上,对该领域的研究现状进行了简要回顾了,并指出了今后研究中一些亟待解决的问题。     

采用压电陶瓷元件进行智能板振动控制

将分布的压电传感器／驱动器运用于智能板结构的主动减振控制中,分布的压电传感器能感知结构的局部应变状态,并通过控制回路反馈给驱动元件,构成闭环控制。建立了智能板闭环控制的分析模型,揭示在应变率反馈下,主动控制的机理是增加了结构的阻尼。用两对压电陶瓷元件仿真了柔性板的闭环控制,获得了令人满意的结果。     

压电元件在机翼振动控制上的应用研究

针对机翼振动响应较大问题,通过仿真模拟预测和机上地面试验验证相结合的方式,研究并验证LMS控制律方法在真实机翼上实现振动主动控制技术的可行性。仿真模拟中,采用Patran进行结构建模和压电力等效,通过matlab的Simulink模块搭建控制仿真模型;机上地面试验中,设计了以压电纤维复合材料作为控制器,激振台作为激振器的地面试验方案。结果表明,通过优化参数,LMS控制律方法在仿真模拟和地面试验中均较好地抑制了振动响应,从而在机翼上实现主动控制技术。     

振动时效智能测控系统研究

本文探讨用于大型构件振动时效处理的新型系统。较详细的介绍了由交流电机、变频器组成的低频大激振力的激振器和专用微型计算机及外围设备构成的新型振动时效处理的智能测控系统     

压电分流阻尼控制悬臂梁振动的实验研究

采用压电分流阻尼原理,对根部粘贴压电陶瓷片的柔性悬臂梁振动控制进行了实验研究。实验中设计了一个由电容、电阻和运算放大器组成的等效电感电路,解决了压电分流电路设计中的超大电感器问题。根据测试得到的带压电分流电路悬臂梁的闭路和开路自然频率,确定出了压电分流电路的最优参数,对悬臂梁的瞬态振动和单频简谐激励下的稳态振动控制实验表明了压电分流阻尼被动控制结构振动的有效性。     

用概率分析研究克服流体诱发调节阀振动

按流体诱发振动的流体力学理论 ,应用概率分析和数理统计方法 ,研制了异径多束流调节阀。使用表明 ,其克服流体诱发调节阀的振动效果十分显著     

基于双环串联自适应模型跟随控制的正弦振动控制系统

本文针对目前各种正弦振动控制系统在使用过程中都需要调节控制参数的缺陷，提出了一种基于双环串联自适应模型跟随控制的正弦振动控制系统。该系统采用自适应模型跟随控制算法、软件幅值检测和数字式扫频正弦信号发生器。系统所有控制参数均在安装时一次性确定，无需用户在使用过程中进行任何调节，大大方便了用户的操作使用，提高了环境试验的安全性。同时，该系统与已有的各种正弦振动控制系统相比，还具有控制精度高、鲁棒性强、算法移植和升级方便等优点。     

磁悬浮支承振动半主动控制设计与仿真

利用DSP作为控制算法的核心器件,搭建了半主动减振系统,并将其应用于双层隔振系统中。通过调节PID控制器参数,改变电磁力从而获得系统的最佳刚度和阻尼。针对磁悬浮支承双层隔振系统的非线性和工作过程的复杂性,利用Simulink在非线性控制系统领域的仿真优势,建立磁悬浮支承的数学模型,将模糊控制、神经元控制分别和PID控制相结合进行仿真对比,仿真实验表明,神经元PID控制的动态性能和稳定性最佳,为磁悬浮浮筏隔振系统进行变刚度变阻尼控制提供可遵循的依据。     

基于知识的摩托车振动分析与控制系统的研究

为解决摩托车振动问题，建立了基于知识的摩托车振动分析与控制的系统结构，提出了面向对象的知识表达的方法，建立了基于事例的推理和基于规则的推理的混合推理机制，结合具体实例进行应用研究，结果表明应用本系统可以有效地对摩托车振动进行分析与控制。     

基于复合喷气压电驱动器的柔性机械臂振动控制

空间机器人和大型柔性空间结构在航天器调姿、变轨、外部扰动的情况下将引起振动问题,其低频大幅值振动将持续很长时间,这将影响航天器系统的稳定性和控制精度.为了快速抑制低频大幅值振动及残余振动,提出采用复合可控反作用力幅值的喷气式驱动和压电陶瓷驱动方案进行振动控制.进行基于复合控制的柔性臂系统动力学建模并给出控制算法.设计并建立柔性机械臂试验平台,构建气动驱动控制回路及压电驱动控制回路.进行基于压电陶瓷驱动器、喷气式驱动器及复合喷气和压电驱动器的柔性臂大幅值低频模态振动控制的几种方法试验比较研究.试验结果表明,采用的控制方案和方法既可以快速地抑制柔性机械臂统的低频大幅值振动,又明显地同时抑制高频和低频小幅值残余振动.     

汽轮机轴振抑制方法研究

针对某电厂2号机组发生1号轴振超标问题的诱发原因及振动控制方法开展研究。根据振动响应分析,归纳出转子由于不平衡、不对中及碰摩激振的动力学特性及故障特征。根据处理方案,对高、中压缸进行揭缸处理,检查并调整汽封及通流间隙,消除动静碰摩等因素,并对轴系进行重新找中,经启机后1号轴振超标问题消除。