论文摘要
随着高新技术的迅速发展，超微细加工与测试和精密仪器设备等在生产中所占的比例越来越高，这就对微振动控制提出了更高的要求。因此，微振动控制技术的研究对高新技术产业的发展和国防建设具有重要的实用价值与理论意义。上世纪80年代中期，智能材料的概念被人们提出来，所谓的智能材料就是集信息处理和感知、驱动于一体，具备自感知、自诊断、自适应、自修复等功能，由于压电材料具有正逆压电效应，它既可以作传感器又可以作驱动器，把它应用在振动控制中，可以调整结构的阻尼、振动频率等一些动力特性。本文以由压电智能材料和智能悬臂梁组成的系统为研究对象，来对压电智能结构系统进行振动主动控制的研究。本文的主要研究内容为：首先，通过阅读大量国内外参考文献，对其中相关的研究作了综述，分析了微振动控制问题研究的现状以及压电材料的基本理论。然后以压电智能悬臂梁为研究对象，建立了悬臂梁和压电材料的耦合方程并将其转化为状态空间表达式。其次，对微振动结构的控制律设计，简要描述了微振动结构主动控制中几种常用的控制方法，并通过MATLAB软件实现了这几种控制方法对系统的阶跃响应，并分析了几种控制方法的控制效果；然后提出了基于LQR的独立/耦合联合模态控制法，并通过仿真说明了这种控制方法对系统的控制效果。再次，研究了压电片的布片方式对控制效果的影响，利用遗传算法工具箱对驱动器的位置进行优化。最后，对全文作了总结。