压电层合板加膜结构振动主动控制与优化

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1、硕士学位论文压电层合板加膜结构振动主动控制与优化TheActiveControlforVibrationandOptimizationofPiezoelectricLaminatedPlateandMemlaminatelateandembrane上，leZ0eIeCtrlC学号：21008006‘指导教师：湛咽!焦送主完成日期：至Q!圣生垄：旦史连理工大学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

2、究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，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：压电屋佥拯堑送缱塑益邈圭邈撞剑量鱼垡作者签名：』卜叠L隰丑年』月上日大连理工大学硕士学位论文摘要船舶在工作期间，经常会处于恶劣的海洋环境中。在外界复杂的激励源的作用下，船舶结构往往会产生有害振动。有害振动对船舶工作

3、人员的生活环境和船舶结构的安全性等都会造成恶劣的影响。因此，对船舶结构振动的主动控制就具有非常重要的现实意义。为此，本文应用压电驱动器对结构振动进行控制，并对压电片的位置进行优化配置。本文基于Mindlin一阶剪切变形理论和Hamilton原理，推导了四边形四结点板加膜单元的振动平衡方程，考虑机电耦合特性，在自由度中加入了电场电势，建立了四边形四结点的压电智能结构板加膜单元的有限元方程。采用了线性二次型独立模态空间控制方法，对结构振动进行主动控制；施加控制前后结构的振动响应使用精细积分法进行求解；探

4、讨了权系数对压电智能材料控制效果的影响。为实现对压电智能结构控制的有效利用，采用了自适应进化策略对压电片的位置进行优化配置。建立了优化的数学模型，以线性二次型性能指标为优化准则，将有限元与优化相结合，编写了相应的FORTRAN语言程序。本文建立了压电层合结构板加膜单元的有限元模型，通过对压电智能结构板加膜单元的优化与控制的研究，为结构振动的主动控制和优化提供了理论支持。关键词：主动控制；机电耦合；线性二次型；精细积分法；自适应进化策略本文受国家自然科学基金项目“海洋大型风力发电机叶片颤振压电智能控制

5、机理研究”支持(51109034)。压电层合板加膜结构振动主动控制与优化TheActiveControlforVibrationandOptimizationofPiezoelectricLaminatedPlateandMembraneAbstractShips，duringthework，oftensufferfromharshmarineenvironment．Undertheactionofcomplexexcitation．thestructuresoftheshipoftenvibrat

6、eharmfully．Theharmfulvibrationoftheshipcarlinfluencethelivingenvironmentofstaffandthesafetyoftheshipstructurebadly．Soithasveryimportantpracticalsignificancetotheactivecontrolofthevibrationofshipstructure．Sointhispaperthepiezoelectricpatchesateusedforth

7、econtrolofvibration，andthepiezoelectricpatchesconfigurationisoptimized．Inthispaper，basedontheMindlinfirstordersheardeformationtheoryandtheHamiltonprinciple，thevibrationequationofthefour-nodequadrilateralplateandmembraneunitisdeduced。Andconsideringelect

8、romechanicalcouplingproperties，theelectricpotentialisioinedinthedegreesoffreedomtoestablishthefour．nodequadrilateralfiniteelementequationsofthepiezoelectricintelligentstructureplateandmembraneunit．Thelinearquadraticformindependentmodals