薄板結(jié)構(gòu)的壓電主動(dòng)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(dòng)，對(duì)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(dòng)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(dòng)的傳感器，又可制成抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)的作動(dòng)器。對(duì)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(duì)壓電層合結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和動(dòng)力學(xué)仿真，并通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真程序的可靠性，

2、進(jìn)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(duì)壓電層合結(jié)構(gòu)實(shí)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(dòng)力學(xué)微分方程，并運(yùn)用Matlab編制了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)仿真程序。以一個(gè)懸臂梁為算例，利用仿真程序?qū)ζ溥M(jìn)行模態(tài)分析，并進(jìn)行相應(yīng)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。隨后建立了對(duì)壓電層合結(jié)構(gòu)實(shí)施PID主動(dòng)控制時(shí)的等效動(dòng)力學(xué)微分方程，將其表達(dá)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(duì)壓電懸臂梁進(jìn)行未控制/P控制下的自由振動(dòng)衰減仿真和實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)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(jìn)行了 PID控制下多模態(tài)抑振的研究。通過動(dòng)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(dú)立的PID控制參數(shù)。編制