薄板結(jié)構(gòu)的壓電主動抑振研究.pdf

1、薄板是整車中普遍存在的結(jié)構(gòu)形式。薄板結(jié)構(gòu)易于振動，對車室內(nèi)的NVH性能影響尤為突出。除了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和鋪設(shè)阻尼材料，壓電主動控制是一種新興的抑振手段。壓電材料特有的正逆壓電效應(yīng)，使其既能制成感應(yīng)結(jié)構(gòu)振動的傳感器，又可制成抑制結(jié)構(gòu)振動的作動器。對于車門和頂棚之類的薄板結(jié)構(gòu)，通常將壓電材料制作成薄片形式，通過將其粘貼在薄板表面形成壓電層合結(jié)構(gòu)。本文基于Matlab編程對壓電層合結(jié)構(gòu)進行建模和動力學(xué)仿真，并通過相應(yīng)實驗驗證仿真程序的可靠性，

2、進一步利用仿真程序，研究基于遺傳算法參數(shù)整定的PID控制對壓電層合結(jié)構(gòu)實施多模態(tài)抑振的可行性。
　　本文首先根據(jù)壓電層合結(jié)構(gòu)的物理特性，結(jié)合有限元方法和Hamilton原理建立了結(jié)構(gòu)的動力學(xué)微分方程，并運用Matlab編制了相應(yīng)的動力學(xué)仿真程序。以一個懸臂梁為算例，利用仿真程序?qū)ζ溥M行模態(tài)分析，并進行相應(yīng)的模態(tài)實驗對仿真結(jié)果進行驗證。隨后建立了對壓電層合結(jié)構(gòu)實施PID主動控制時的等效動力學(xué)微分方程，將其表達為狀態(tài)空間形式以便于Ma

3、tlab求解，并編制了相應(yīng)的仿真程序。同樣以之前的懸臂梁為算例，基于單元模態(tài)應(yīng)變能最大準(zhǔn)則確定壓電片的布置位置，對壓電懸臂梁進行未控制/P控制下的自由振動衰減仿真和實驗，通過對仿真和實驗結(jié)果的對比分析證明仿真程序具有一定的可靠性。最后利用仿真程序?qū)σ凰倪吂讨У膲弘妼雍习暹M行了 PID控制下多模態(tài)抑振的研究。通過動力學(xué)分析將其一、二階模態(tài)設(shè)置為待控模態(tài)，根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果確定壓電片位置并將壓電片分為4組，每一組具有獨立的PID控制參數(shù)。編制