学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于压电材料的悬臂梁振动半主动控制研究

作　者: 赵永春
导　师: 裘进浩
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 压电元件同步开关阻尼半主动控制主动控制模拟电路数字电路
分类号: TB535.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 111次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

压电材料作为一种智能材料,以其良好的机电耦合特性,在结构振动控制领域具有广泛的应用。基于压电元件的主动振动控制不仅需要复杂的信号处理系统,而且需要庞大的能量供给系统;被动控制方法中电感和电阻参数对环境变化适应能力差,而且在低频控制时需要很大的电感,不容易实现。为了克服主被动控制中存在的缺点,本文采用一种基于同步开关阻尼技术的半主动振动控制的新方法。以工程中常见的悬臂复合材料梁为例,利用主动控制的学位论文">半主动控制方法对其一阶弯曲模态进行振动控制。在该控制系统中,仅用简单的电子元器件,通过合适的开关控制技术,构成LC振荡回路,就可有效地对悬臂复合梁振动进行半主动控制。本文采用了三种不同的振动半主动控制方法,分别为SSDS/SSDI/SSDV技术,并详细推导了具体的能量公式,分别利用高功耗、超低功耗及无需能量输入的模拟电路和数字电路(DSP)搭建了悬臂复合材料梁振动半主动控制实验平台,对理论分析结果进行了验证,同时和传统的主动控制方法进行比较,验证半主动控制的优越性。实验结果表明,半主动控制中SSDS可使悬臂梁振动幅值减小11.91%,SSDI为26.00%,SSDV(外加控制电源1.6V时)为51.44%,主动控制方法可使振动减小61.35%。虽然半主动控制的效率没有主动控制的高,但半主动控制中,所用的器件较主动控制要少很多,算法简单,省去了体积庞大高功耗的容性负载功率放大器,半主动控制所占体积小,重量轻,所用电路非常简单轻巧。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-15
  1.1 引言  12
  1.2 基于压电材料的振动控制技术  12-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-15
第二章压电材料的工作原理  15-18
  2.1 压电效应  15-16
  2.2 压电方程  16-18
第三章基于压电元件的悬臂梁振动半主动及主动控制原理  18-28
  3.1 振动半主动控制原理  18-24
    3.1.1 短路同步开关阻尼技术（SSDS）技术  19-21
    3.1.2 电感同步开关阻尼技术（SSDI）技术  21-22
    3.1.3 电压同步开关阻尼技术（SSDV）技术  22-24
  3.2 振动主动控制原理  24-27
    3.2.1 FX-LMS 自适应算法推导  24-26
    3.2.2 SFX-LMS 自适应算法  26-27
  3.3 本章小结  27-28
第四章半主动振动控制模拟电路实验研究  28-41
  4.1 高功耗模拟电路设计与实现  28-35
  4.2 低功耗模拟电路设计与实现  35-37
  4.3 无需能量输入的模拟电路设计与实现  37-39
  4.4 本章小结  39-41
第五章半主动振动控制数字电路(DSP)实验研究  41-62
  5.1 数字电路(DSP)设计与实现  41-52
    5.1.1 模拟信号前置调理电路模块设计  44-46
    5.1.2 电源电路模块设计  46-47
    5.1.3 主控制器电路模块设计  47-50
    5.1.4 A/D 及D/A 电路模块设计  50-51
    5.1.5 实时时钟电路模块设计  51-52
  5.2 半主动振动控制软件设计及实验结果  52-59
  5.3 主动(LMS)振动控制软件设计及实验结果  59-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章全文总结及展望  62-64
  6.1 全文工作总结  62-63
  6.2 研究工作展望  63-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
在学期间的研究成果及发表的学术论文  68-69
附录  69-75

基于压电材料的悬臂梁振动半主动控制研究

内容摘要

全文目录

相似论文