压电智能板振动主动控制新方法研究

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智能结构是一门新兴交叉学科,国内外的研究机构、高校和研究人员都投入大量的人力物力从事这一学科的研究,并取得了许多有益的研究成果,一些成果已经应用于大型的工程应用当中。压电智能结构作为其中的一员,由于其本身具有正压电效应和逆压电效应,可以作为传感器和驱动器,将其应用于结构主动控制研究中逐渐成为研究的热点。   本论文主要采用样条有限点法研究压电智能板振动主动控制问题。首先,阐述了国内外压电智能结构振动主动控制的研究现状;其次,从经典板理论出发,基于薄板小挠度理论,采用样条有限点法建立薄板的弯曲问题及振动问题的计算格式,讨论了样条离散节点个数N和振型函数级数r对计算精度的影响;从三阶剪切变形理论(TSDT)出发,采用智能样条有限点法建立压电智能板结构的计算格式。对在静力荷载和电荷载共同作用下的压电智能板结构进行静态形状控制;最后,采用智能样条有限点法建立压电智能振动主动控制的计算格式;对不同边界压电智能板的自振特性进行了研究,讨论基板厚度和压电层厚度变化对压电板自振特性的影响;采用经典线性二次型最优控制(LQR)算法对压电板进行主动控制研究,讨论权矩阵Qc和R变化,对压电板振动主动控制效果的影响;讨论压电板支撑条件对振动主动控制的影响。   利用MATLAB软件编制相应的计算程序,进行算例分析,通过与解析解及有限元解进行比较,证明本文方法的正确性,得出一些有价值的结论
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