光致伸缩层合结构非接触主动控制研究
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, especially the aerospace industry, the complexity of the structure in these fields is increasing, and the structural performance of the system has been put forward higher requirements. When the traditional electromagnetic excitation intelligent material is used in the structural vibration control, it needs additional electromagnetic excitation equipment and wire connection, which is easy to be interfered by the external electromagnetic field, which affects the accuracy and real-time of the control signal transmission. However, a new transparent ferroelectric ceramic PLZT can produce optoelectronic thermal multifield coupling under uniform external high energy beam irradiation, and produce certain stress and strain along its polarization direction, thus realizing the conversion of light energy to mechanical energy. The application of photostrictive actuator to active vibration control of flexible structures has a good prospect. The main contents of this paper are summarized as follows: (1) the basic characteristics of transparent ferroelectric ceramics, the working mechanism of PLZT actuators and the common classification configurations in control applications are introduced. The constitutive equation of photostrictive actuator is established. (2) the dynamic model of photostrictive laminated simply supported plate structure is established and the actuator distribution on the surface of simply supported plate structure is optimized by genetic algorithm. The vibration control effects of different distribution modes on laminated simply supported plate structures under the condition of steady light intensity are compared and analyzed. The simulation results show that the optimal distribution of actuators is more effective in controlling the modal vibration of simply supported plate structures. (3) the dynamic model of photostrictive laminated cantilever structures is established. The modal vibration control equation of photoelectric laminated cantilever beam is derived by using modal analysis method, and the distribution position of actuator is optimized by using finite element method. The first two modes vibration control effect of laminated cantilever beam under two light control modes of steady light intensity and variable light intensity is analyzed and studied. The simulation results show that the finite element model analysis is correct, and the appropriate light intensity can effectively improve the vibration suppression effect of cantilever beam. (4) the fuzzy neural network controller based on RBF network model is designed. The first order sliding mode function and the second order sliding mode function are designed by using the sliding mode control method, which takes the displacement and modal velocity of multiple controlled modes as variables, and the multi-controlled mode control problem of the system is transformed into a single mode control problem. At the same time, the control system has the ability of learning and adjusting fuzzy rules and weights. The simulation results show that the fuzzy neural network control algorithm is effective and feasible, and it can realize the multimodal vibration control of the optoelectronic laminated simply supported plate structure.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB535
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,本文编号:2322043
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