压电结构振动主动控制试验方法研究

admin · 发表于 2023-10-19 15:38:24

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现代航空航天高速飞行器运行过程中经受的振动环境复杂，其中包括多种分布式激励源，这些激励是导致航空航天高速飞行器产生失效甚至灾难性后果的重要因素。而现有的振动试验技术无法充分模拟其分布式振动环境以致无法对这些产品进行充分的振动耐久性考核，鉴于此，本文在研究了压电元件材料特性和激励特性的基础上，提出了一种基于压电元件的分布式振动激励试验技术，拟为我国大型航空航天柔性结构的耐久性振动试验提供新的解决思路和途径。首先，本文从典型的压电传感器和作动器入手，导出了压电应变率和压电应变传感器的输出方程和分析了基于梁结构的压电作动器；接着，分别推导了微元和有限尺寸两种情形下压电作动器到传感器的传递函数，提出了“压电模态”概念并与常规模态进行类比，得出了压电作动片和传感片的优化选位准则，概括了独立模态控制的基本方法，针对其实现上的困难和实用性的不足，提出了基于“准独立模态传感器和作动器”的压电梁的“准独立模态”控制方法。最后，本文提出了一种基于压电元件的多激励源联合控制的试验方法，组建了一套试验演示系统并在此基础上设计完成了“悬臂梁结构的压电控制试验”和“典型缩比结构的多激励源联合加载试验”，试验结果表明了本方法的科学性和有效性。

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