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《第九届全国振动理论及应用学术会议论文集》2007年
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一种新型压电作动器的特性及应用研究

王巍  杨智春  
【摘要】:针对传统压电片式作动器直接粘贴到被控结构表面时受到的各种限制,本文设计了一种新型压电作动器。这种作动器由一片压电片粘贴在一个弓型梁底座上构成,使用时将底座粘贴于被控结构上,压电片驱动弓型梁座弯曲变形进而对被控结构产生作动效果。本文首先对这种新型的压电作动器的特性进行了研究。对其变形放大原理进行了理论分析;实验测定了这种压电作动器自由状态下输出变形随驱动电压变化曲线。推导了约束状态下该作动器的输出作动弯矩与驱动电压的关系式;实验测得了约束状态下其中点位移频响曲线。实验结果表明本文设计的新型压电作动器与传统压电片作动器相比,在驱动能量相同的情况下具有较大的变形输出,同时在使用上具有可预制、安装方便、可拆卸、对结构表面适应性好等优点。随后将其应用于弹性梁振动主动控制,以验证这种新型作动器的可行性和有效性。基于热弹性比拟方法建立了安装有弓型压电作动器的悬臂梁振动主动控制系统的状态空间模型,采用LQR方法进行控制器设计。应用dSPACE硬件在线控制仿真系统,对这种新型压电作动器与传统压电片作动器的振动控制效能进行了实验对比。实验结果表明对弓型压电作动器对悬臂梁前三阶模态的控制效果要优于压电片作动器。

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