ANSYS在压电智能板振动主动控制中的应用

利用ANSYS软件对粘贴有压电材料的智能板结构建立有限元模型，通过瞬态动力学分析（时间历程分析）并编写APDL（ansys parameter design language）程序实现了对智能板的振动控制仿真。首先定义程序所需要的荷载步，并利用每一荷载步下的节点应变作为反馈信号传给压电片，考虑到板是二维结构，其节点应变可用节点挠度的二阶差分来代替。仿真结果表明了该方法的合理性．为进一步研究智能结构振动主动控制奠定了良好的基础。     

机枪振动主动控制技术研究

目的　利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动问题． 方法　采用智能结构的原理和方法, 对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究． 结果　建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学模型, 导出了控制方程, 给出了振动控制仿真结果． 结论　智能结构主动控制技术可以有效地抑制机枪射击时的振动响应, 提高射击密集度     

新型压电摩擦阻尼器本构模型的分析

随着振动控制技术的发展，半主动控制引起工程界人士的广泛关注．可控摩擦阻尼器作为一种有效的半主动控制装置获得了广泛的研究和应用．本文正是在着力改进现有可控摩擦阻尼器的基础上，设计了压电摩擦阻尼器PALL支撑，为结构振动的控制提供了一种全新的选择．文中采用了ANSYS软件的有限元分析方法，对压电摩擦阻尼器进行了性能模拟试验，研究了其在各级电压下的摩擦耗能特性，在此基础上我们给出了压电摩擦阻尼器PALL支撑带电压参数的双线性本构模型．     

基于精细积分的压电层合板有限元分析及振动控制

文章基于三阶剪切变形理论,建立了压电复合材料层合板有限元单元模型,利用Hamilton原理推导了压电层合板结构的动力学方程,通过引入精细积分方法,利用所建立的单元对压电层合板结构进行了振动分析;基于精细积分给出了线性二次最优控制的Riccati方程的求解方法,设计了线性二次最优控制律以抑制压电层合板结构的振动。实例证明,与其它有限元模型进行比较的结果显示所建立的模型具有足够的精度,文中推导的线性二次最优控制Riccati方程的计算方法可行,对板结构的振动控制有效。     

ANSYS在压电智能板振动主动控制中的应用

利用ANSYS软件对粘贴有压电材料的智能板结构建立有限元模型,通过瞬态动力学分析(时间历程分析)并编写APDL(ansys parameter design language)程序实现了对智能板的振动控制仿真。首先定义程序所需要的荷载步,并利用每一荷载步下的节点应变作为反馈信号传给压电片,考虑到板是二维结构,其节点应变可用节点挠度的二阶差分来代替。仿真结果表明了该方法的合理性,为进一步研究智能结构振动主动控制奠定了良好的基础。     

压电混合约束层阻尼梁结构的振动控制

为提高主被动混合压电网络的振动控制频带,结合主被动混合压电网络和被动约束层阻尼结构各自的优点,提出了一种压电混合约束层阻尼结构用于悬臂梁结构的振动控制。利用复剪切模量模型描述粘弹性材料的力学特性,运用Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导压电混合约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型。在此基础上,采用速度反馈控制策略设计主动控制器,并对系统的开环和闭环特性进行数值分析。分析结果表明,与主被动混合压电网络相比,压电混合约束层阻尼结构具有更显著的振动控制性能和更宽的振动控制频带。而且这种压电混合约束层阻尼结构可以很容易地推广到对其他结构的振动控制。     

机枪振动主动控制技术研究

利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动的问题。方法采用智能结构的原理和方法,对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究。结果建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学,导出了控制方程,给出了振动仿真结果。     

利用压电陶瓷作动器对柔性悬臂梁正位反馈控制试验

目的 验证压电陶瓷智能传感器和驱动器以及正位反馈控制对柔性结构主动控制的有效性.方法 将压电陶瓷片分别作为传感器和作动器使用,并粘贴于铝制悬臂梁的表面,对其振动反应实施实时控制.试验过程分为2个阶段,第1阶段5 s为启振阶段,通过激励压电陶瓷作动器使结构产生振动;第2阶段为控制阶段.利用压电陶瓷传感器得到的反馈信号,通过正位反馈算法计算出控制信号.驱动压电陶瓷作动器对结构的振动响应进行实时控制.结果 试验得到了模态振动控制与瞬时脉冲振动控制的振动响应曲线,并分别对有控与无控情况进行对比.结论 试验结果证明利用压电陶瓷以及正位反馈控制算法能够有效抑制外界激励下的一阶、二阶模态振动和瞬时脉冲扰动引起的结构振动.     

压电智能车身结构振动主动控制技术

运用国内外振动主动控制方面的研究成果,结合汽车自身的特点,对压电智能车身结构振动主动控制技术进行了研究和探索。以车身结构减振、降噪为研究目的,采用压电主动控制方法,对车身振动控制进行分析。阐述了压电主动控制的原理,在对轿车顶棚进行模态分析的基础上,提出了压电传感器和致动器的配置方案,选择有效的控制算法,并搭建了振动主动控制系统。通过轿车车身实验验证了这种主动控制方法的有效性。实验结果表明:利用该技术对轿车车身振动进行控制是可行的,控制效果良好。     

混合型在线动平衡装置中压电元件的模态分析

以实现转子在线动平衡为目的，提出一种全新的应用逆压电效应原理驱动平衡盘进行在线不平衡量恢复的方法．通过有限元分析方法中的Block Lanczos方法对平衡装置中压电元件进行模态分析，确定压电元件的振动形式为B（0，9）模式，且其对应的固有频率为59658Hz．根据压电元件的振动形式进一步确定了压电陶瓷的极化方式，使压电陶瓷在59658Hz的高频交流电压激励下，达到谐振状态，振动量最大．     

Nonlinear static response of piezoelectric plates considering electro-mechanical coupling

Nonlinear static analysis of piezoelectric plates has been carried out using nonlinear finite element method considering electro-mechanical coupling. The geometrical nonlinearity has been taken into account and electric potential is assumed to be quadratic across the plate thickness. The governing equations are obtained using potential energy and Hamilton’s principle that includes elastic and piezoelectric effects. The finite element model is derived based on constitutive equation of piezoelectric material accounting for coupling between elasticity and electric effect using higher order plate elements. Results are presented for piezoelectric plate under different mechanical boundary conditions. Numerical results for the plate are given in dimensionless graphical forms. Effects of boundary conditions on linear and nonlinear response of the plate are also studied. The numerical results obtained by the present model are in good agreement with the available solutions reported in the literature.     

Finite element modeling and feedback control of piezoelectric smart structures

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｃｅｎｔｌｙ ,ｌａｒｇｅｓｉｚｅ ,ｌｏｗｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｂｅ ｃｏｍｅｔｈｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｖａｒｉｏｕｓａｅｒｏｓｐａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ,ｔｈｅｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｕｒｇｅｎｔｐｒｏｂ ｌｅｍ .ＴｈｅｉｄｅａｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰａｓｓｉｖｅａｎｄＡｃｔｉｖｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ (ＩＰＡＶＣ)ｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂｙＮｅｕｂｅｒｔｉｎ 1993[1] …     

压电层合板多场耦合有限元分析及其优化设计

从压电本构方程出发,采用高阶位移场,高阶电势分布和线性温度分布假设,借助Hamilton原理推导了压电层合板结构的力-电-热场耦合的高阶有限元模型.应用ANSYS/APDL语言,编写了热载荷作用下压电层合悬臂板的有限元分析程序.在此基础上,采用零阶优化方法和一阶优化方法对比分析了四边简支板的形状最优控制设计.两种方法吻合良好,验证了程序的正确性.     

压电微喷驱动振子振动的理论分析

压电驱动振子是由压电材料层和单晶硅层复合而成.以压电微喷驱动振子为研究对象,根据压电本构方程和弹性薄板弯曲理论,应用能量法对其进行了理论分析,建立了周边固支条件下压电驱动振子振动的理论模型,推导求解了驱动振子一阶固有频率及位移函数,MATLAB编程计算结果与ANSYS软件仿真结果误差为6.6%,表明了二者的一致性.分析了激励电压及压电驱动振子结构参数对轴向振动位移的影响,研究结果可为压电微喷液滴发生器的设计及控制提供理论依据.     

空间两连杆柔性构件弯扭耦合振动主动控制

为了研究空间柔性结构的耦合振动，提出一种由柔性杆和柔性梁组成的两连杆柔性构件系统，对此柔性构件系统的弯扭耦合振动进行了研究，运用拉格朗日方程和假设模态法推导了此柔性系统的动力学方程．在柔性杆根部粘贴一只压电扭转驱动器抑制柔性杆的扭转振动，在柔性梁根部粘贴一只压电剪切驱动器抑制柔性梁的弯曲振动．采用一种基于Lyapunov稳定性的速度反馈控制策略进行了实验仿真研究．结果表明, 施控后的系统是稳定的，弯扭的各阶模态均能得到有效抑制，柔性梁末端的位移振动能得到显著衰减．     

Active vibration control of multibody system with quick startup and brake based on active damping

1 INTRODUCTIONIn micro-electronics manufacture , a lot ofequipment must move fromone position to an oth-er position,then stop and perform a task. Afterthat they will start at another position.Fromstar-tup to brake , if the vibration of system is toogreat ,the vibration range may exceedthe precisionof fixed position.In recent years , many scholars[1 10]have re-searched suppression of vibration by utilizing pie-zoelectric structure . Kaji wara et al[2]studied ac-tive control of the vibratio…     

机器人柔性臂的扭转振动主动控制研究

针对具有两连杆结构的空间机器人，设计了一种压电驱动器来抑制空间机器人柔性臂的扭转振动。采用拉格朗日方程和假设模态法对此机器人系统进行了理论建模，并建立了考虑随机干扰的状态空间表达式，基于随机最优控制理论设计了线性二次型高斯（LQG）状态反馈控制器。仿真结果表明，该主动控制策略能够有效衰减机器人柔性臂的扭转振动，从而提高了末端执行器的定位精度。     

轴向受压梁非线性随机最优电压有界控制

针对轴向受压细长结构容易在外界扰动下产生低频大幅振动的问题,基于几何非线性理论、压电耦合场理论和拉格朗日方程,推导表面贴附压电作动片的轴向受压梁的机电能量表达式,建立轴向受压梁的非线性随机振动压电主动控制模型;考虑压电作动器工作电压的限制因素,利用随机平均法和动态规划方程导出改进型的非线性随机最优电压有界控制策略. 该策略包括无界最优电压和bang-bang控制电压,因而较bang-bang电压控制律具有更好的连续性. 对简支轴向受压梁在多种情况下的非线性随机振动最优控制进行数值仿真,与bang-bang电压控制律进行比较,结果表明本研究导出的改进型电压控制律所需的压电作动器控制电压大幅下降,而振动控制效果略有降低.