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飞机加筋壁板结构压电主/被动控制系统的研究

作　者: 翟太珍
导　师: 裘进浩
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 工程力学
关键词: 压电材料压电陶瓷加筋壁板压电分流被动控制自适应控制主动控制
分类号: V227
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
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内容摘要

压电材料有其良好的机电耦合特性,是一种新型的功能材料,尤其在振动控制等方面有突出显著的优势,因此用压电材料实现振动控制已成为一个研究热点。本课题以压电陶瓷材料振动控制方法为基础,以ARJ21型飞机加筋壁板为对象,在板上合理位置粘贴多片PZT压电陶瓷片,运用基于压电分流阻尼系统的振动被动控制和基于自适应控制FX-LMS算法的主动控制理论,消耗壁板结构振动时的机械能,减小结构振动的位移幅度,从而达到振动控制的目的。本文第三章主要对本课题的试验做了试验前的准备,对控制原理进行了阐述。首先拿铝镁合金板作为控制板,然后做模态分析和决定压电片布置方案,用主动、被动控制进行控制,达到要求的控制效果。本文第四章主要讲了本课题的试验方案,首先选择飞机加筋壁板为控制对象,然后对其进行模态分析。通过模态分析,找出壁板振动时各阶模态的应变最大位置,实验时将压电片粘贴在这些对应位置上,从而对压电片的位置进行优化。然后试验方案决定用主动、被动控制对壁板加以控制。通过第三章的准备试验和第四章的布置压电片优化,第五章就用ARJ21型飞机加筋壁板为控制对象,根据第四章的试验方案对其进行主动、被动控制,分别对其单模态和多模态控制。并且在控制试验中还发现当控制效果达到最优时,不仅振动位移得到有效的减小,壁板由于振动激励产生的噪声也能明显感觉出比控制前有所减弱。最后一章对全文做了工作总结并对以后的工作做了展望。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-9
第一章绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 基于压电材料的振动控制技术  10-12
    1.2.1 主动控制  10-11
    1.2.2 被动控制  11
    1.2.3 压电半主动控制  11-12
  1.3 论文的主要研究内容  12-13
第二章压电材料的工作原理  13-16
  2.1 压电效应  13-14
  2.2 压电方程  14-16
第三章准备实验及控制原理  16-44
  3.1 铝镁合金板的模态分析  16-20
  3.2 压电片的布置方案  20-22
  3.3 被动控制实验工作原理  22-30
    3.3.1 压电分流阻尼系统的分析  22-26
    3.3.2 压电分流系统的电路元件参数的优化  26-30
  3.4 被动控制实验  30-36
    3.4.1 单模态低功耗模拟电路设计及控制实验  30-33
    3.4.2 多模态低功耗模拟电路设计控制实验  33-36
  3.5 主动控制实验  36-43
    3.5.1 FX-LMS 自适应算法推导  37-39
    3.5.2 基于四周固支铝镁合金板的振动主动控制实验  39-43
  3.6 主动控制实验和被动控制实验的讨论  43
  3.7 本章小结  43-44
第四章飞机加筋壁板结构主动及被动控制的实验方案  44-54
  4.1 控制对象的选择  44-45
  4.2 壁板模型的模态分析  45-50
  4.3 压电片粘帖方案  50-53
  4.4 实验方案  53-54
第五章飞机加筋壁板结构振动控制实验  54-70
  5.1 控制实验系统的搭建  54-55
  5.2 加筋壁板的振动被动控制实验  55-58
    5.2.1 单模态控制实验  56-57
    5.2.2 多模态控制实验  57-58
  5.3 加筋壁板的振动主动控制实验  58-68
    5.3.1 基于神经网络进行控制通道数学模型识别的系统搭建  58-60
    5.3.2 控制通道数学模型识别的实验结果与讨论  60-62
    5.3.3 单模态控制实验  62-65
    5.3.4 多模态控制实验  65-68
  5.4 主动控制实验和被动控制实验的讨论  68
  5.5 本章小结  68-70
第六章全文总结及展望  70-72
  6.1 全文工作总结  70
  6.2 研究工作展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

飞机加筋壁板结构压电主/被动控制系统的研究

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