压电式隔振系统的主动及半主动控制研究

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1、硕士学位论文压电式隔振系统的主动及半主动控制研究StudyonActiveandSemi··activeControlofthePiezoelectricVibrationIsolationSystem(国家自然科学基金资助项目项目批准号：112720731087203950875030)学号：21004071大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容

2、和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：垂垫型匾抠筮绫盈奎至查垒圭堇至垄盘室曼!l圣丑：量作者签名：E望缝日期：丝!§年—L月—L日大连理工大学硕士学位论文摘要为了满足精密设备的高精度隔振要求，利用智能材料对结构振动进行主动控制的技术已成为国内外研究的热点。压电材料作为一种重要的智能材料，具有工作频带宽、灵敏度高、承载能

3、力强、响应迅速等优点，在主动隔振领域有着很好的应用前景。本文基于压电材料的压电效应及负刚度隔振原理，提出了三种新型的主动及半主动压电式隔振结构，并对三种结构的振动特性进行了研究。首先，结合负刚度隔振理论，提出了第一种压电叠片式的主动隔振结构，确定了该结构的控制方法及控制参数，并进一步分析了控制参数对结构振动的影响；其次，利用PVDF压电薄膜的优良特性，提出了第二种两端简支的层叠式压电曲梁结构，将压电曲梁的多层结构等效为单层结构，结合圆弧曲梁结构的运动理论，推导得到模型的振动控制方程，并进一步分析了反馈比例系数对反馈

4、控制电压以及曲梁结构动态振动特性的影响；最后，基于传统的负刚度结构，提出了第三种对称式半主动压电梁结构，通过对结构进行相应的简化，建立了受轴向力作用的梁模型，将压电梁的多层结构等效为单层结构，推导了简化模型的振动控制方程，并进一步分析了各个参数之间的关系及其对梁结构振动的影响。综上所述，本文通过理论推导和相应的数值分析，研究了三种新型主动及半主动压电式隔振结构的振动特性，推导了三种结构的控制方程，并进一步分析了结构的隔振效果，对于压电隔振系统的研究与应用，具有一定的理论指导意义。关键词：压电材料；隔振系统；负刚度；

5、主动控制；半主动控制压电式隔振系统的主动及半主动控制研究StudyonActiveandSemi-activeControlofthePiezoelectricVibrationIsolationSystemAbstractInordertomeetthehi曲precisionisolationrequirementsofthepreciseinstrument，thetechnologyofactivevibrationcontrolwhichcombinesintelligentmaterial，hasbec

6、omeoneofthemostactiveresearchfields．Asallimportantintelligentmaterial，piezoelectricmaterialhastheadvantageofwidefrequencyresponse，hi曲sensitivity,highloadcarryingcapacity,quickresponseetc，whichshowsagoodprospectofapplicationinthefieldofactivevibrationisolation．

7、Inthisthesis，threenewtypesofactiveandsemi-activecontrolofthepiezoelectricvibrationisolationsystemareproposedbasedonthepiezoelectriceffectandnegativestiffnessvibrationisolationprinciple．Thevibrationcharacteristicsofthesethreestructuresarestudied．Firstly,thelami

8、natedpiezoelectricactivevibrationisolationstructureisproposedbyapplyingthenegativestiffnessvibrationprinciple，thevibrationofthisstructureisanalyzedaccordingtothecontrolmethodandcon