1、本文利用壓電材料的正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng),對含有壓電作動器與壓電傳感器的智能結(jié)構(gòu)機翼進行顫振主動抑制的研究。機翼模型采用復(fù)合材料懸臂板結(jié)構(gòu),具有展向和弦向的二維柔性。壓電材料具有分布靈活,結(jié)構(gòu)簡單,響應(yīng)迅速的特點。壓電材料用于機翼結(jié)構(gòu),具有自我監(jiān)測與作動功能,可以方便的組成反饋控制系統(tǒng)。本文使用一對或多對壓電作動器與傳感器分布于柔性機翼,對機電耦合系統(tǒng)的建模、柔性機翼的顫振特性分析、反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計、顫振主動抑制的效果進行了理論分析與

2、仿真研究。論文的主要研究工作如下:
　　基于一階剪切變形板理論推導(dǎo)了含有壓電作動器與傳感器層的復(fù)合材料層合板的有限元模型。采用四節(jié)點四邊形等參單元對結(jié)構(gòu)進行離散,使用替代橫向剪切應(yīng)變場的方法來避免剪切鎖死,由Hamilton變分原理得到有限元結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程,通過數(shù)值算例驗證了有限元模型的正確性。
　　采用偶極子網(wǎng)格法計算亞音速非定常氣動力,使用無限板樣條插值方法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與空氣動力之間的連接,由此得到基于頻域氣動力的氣動彈性方

3、程。采用V-g法對機翼進行顫振分析,得到機翼的顫振速度和顫振頻率。通過算例看出不同壓電片的覆蓋方式對機翼顫振特性有明顯影響。
　　采用Roger近似法對頻域氣動力進行有理函數(shù)擬合,得到時域狀態(tài)空間表達的氣動彈性系統(tǒng)方程,設(shè)計速度負(fù)反饋控制和LQG控制兩種控制律。針對翼根處帶有一對壓電作動器與傳感器的機翼與整個翼面帶有多對壓電作動器與傳感器的機翼進行顫振主動抑制的研究,對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與仿真計算驗證了控制方法對顫振抑制的有效性