基于hamilton原理的压电振动主动控制理论的研究

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1、硕士学位论文基于Hamilton原理的压电振动主动控制理论的研究研究生姓名：吴宏伟导师姓名：卿光辉教授2015年5月6日分类号：O302密级：公开UDC：517.9学号：1201012中国民航大学硕士学位论文基于Hamilton原理的压电振动主动控制理论的研究研究生姓名：吴宏伟导师姓名：卿光辉教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：飞行器设计所在院系：航空工程学院论文答辩日期：2015.5.62015年5月6日ActivecontrolofvibrationaboutpiezoelectricmaterialbasedonHamiltontheoryAD

2、issertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYWuHongweiSupervisedbyProfessorQingGuanghuiCollegeofAeronauticalEngineeringCivilAviationUniversityofChinaMay,6,2015中国民航大学学位论女独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进巧的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知了文中特别加标注和致谢的地方

3、外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，，除，也不包含为获得中围民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＇Ｓ＇研究生签名；１匆韦７曰期：批进中国民航大学学位论女使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，、可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内一致容相。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部

4、或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：養勇巧７导师签名；滅期：：名＿斬必竺＾中国民航大学硕士论文摘要从实际应用中可以看到，压电材料是控制单元和感测单元的主要组成，并且非常适合航空航天结构的需要。因此，对压电材料的研究是开展智能结构研究的一个重要方面。对于性能、精度要求比较严格的结构，功能梯度的压电材料则是一种更加优越的结构控制材料。本文的主要工作包括三部分：首先，在Hamilton体系下，基于压电材料的基本方程，推导了压电材料的有限元动力方程。其次，在有限元动力方程的基础上，利用ANSYS中的APDL语言的

5、二次开发功能，编写了分析功能梯度压电材料的性质变化程序，为方便地对功能梯度压电材料动力特性进行研究奠定基础。具体的实例分析给出了多阶标准的模态图形。从数值结果来看，对于不同的厚度压电功能梯度板来说，随着梯度指数的增加，一阶主频率呈现上升趋势。随着阶数的提高，当梯度指数k增加时，该阶频率增长的幅度也越来越大。最后，以Hamilton体系为基础，针对层合板的振动控制问题，采用最优控制法（LQR法）进行振动控制系统的设计。对于LQR法中核心的Q、R矩阵的选取，本文采用能量控制的原则进行选取，完成控制系统的设计。之后采用Matlab中的Simulink功能对系统

6、进行仿真，得到控制的效果图，并与极点配置法，模态控制法进行比较。数值结果表明：本文提出的能量控制方法的效果曲线是比较优越性的，效果明显。本论文工作为实际的工程应用提供了一些参考，并引出了将来需要继续进行的研究工作。关键词：压电材料；Hamilton原理；APDL语言；振动控制I中国民航大学硕士论文AbstractPiezoelectricmaterialisthemaincompositionofcontrolandsensingunitsintherealapplication,anditisveryimportantforthestructureso

7、faeronauticalandaerospace.Hence,thestudyonthepiezoelectricmaterialisoneimportantaspectforthedesignandmanufactureoftheintellectualstructure.Intermsofthestructurethatrequiresexcellentpropertyandaccuracy,thefunctionallygradientpiezoelectricmaterialisakindofmaterialthatismoreexcellen

8、tandthemorestringentrequirements.Themain