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《智能板梁作動器傳感器個數(shù)與位置的拓撲優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、摘要振動主動控制是大型柔性結(jié)構振動控制的一個主要研究方向，其中一個關鍵問題就是確定傳感器與作動器的數(shù)目與位置，以最少的數(shù)目、最佳的位置實現(xiàn)控制目的。但是，在進行振動主動控制時，不適當?shù)淖鲃悠髋渲梦恢每赡軐е履畴A或某些模態(tài)弱激勵，而不適當?shù)膫鞲衅髋渲梦恢脤⒂绊懽R別參數(shù)的精度。因而將直接影響閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能，甚至可能導致其不穩(wěn)定。傳感器和作動器本身都需要一定的成本，而且與傳感器配套使用的數(shù)據(jù)采集和處理設備、作動器的驅(qū)動裝置代價較高，從經(jīng)濟方面考慮，希望采用盡可能少的作動器和傳感器。因此，確定作動器和傳
2、感器的最佳數(shù)目，并將它們配置在最優(yōu)位置，具有重要的實用價值和研究意義。本文以懸臂板梁智能結(jié)構為研究對象，利用壓電材料的正、逆壓電效應，分析了壓電作動器、傳感器與智能懸臂板梁的耦合關系，推導了耦合方程，并建立了作動器／傳感器個數(shù)與位置的拓撲優(yōu)化模型。在此基礎上以系統(tǒng)最小能量為優(yōu)化目標函數(shù)，采用結(jié)構拓撲優(yōu)化方法的思想，給出拓撲優(yōu)化算法方法，并編寫拓撲優(yōu)化程序，結(jié)合實際的模型進行作動器／傳感器的個數(shù)與位置優(yōu)化設計。最后，通過一個實際算例的計算及仿真，驗證了該本文方法的可行性。關鍵詞：懸臂板梁振動控制作動器
3、／傳感器優(yōu)化配置拓撲優(yōu)化算法AbstractAtpresent，theactivevibrationcontrolisamainresearchdirectionoflalge-scaleflexiblestructurevibrationcontr01．Oneofitsimportantquestionsistodeterminethenumberandthepositionofsensorsandactuators，byleastnumbersandbestpositiontorealizeth
4、econtrolgoal．But，invibrationinitiativecontrol，theactuatorsthatarefixedinunsuitablepositionmaycauseoneorsomemodelawdriving，whilethesensorsthatarefixedinunsuitablepositionmayaffectidentificationPrecisionofparameters．Thenitwillcauseimmediateimpactonthefun
5、ctionsofclosedloopcontr01systemandevenitsstability．Thesensorsandactuatorsneedsomecosts．Andthecostofthedataacquisitionandprocessingequipmentsforsensorandthedrivesetsforactuatoraletooexpensive．Inspiteofeconomics，itishopethattheusingofsensorsandactuatorsi
6、saslittleaspossible．Thereforeitthereareveryimportantpracticalvalueandstudysignificancetodeterminetheoptimalnumberofactuatorsandsensorsandconfigurethemattheoptimalplace．Thearticletakethebracketofcantileverbeamvibratingsystemastheobjectofstudy，usingthepi
7、ezoelectriceffectofthepiezoelectricitymaterial，toanalyzethemutualcouplingrelationsbetweenpiezoelectricactuators／sensorsandthebracketofcantilever，deducetheequationoftheirmutualcouplingandestablishthetopologicaloptimizationmodelofthenumbersandplaceofactu
8、atorsandsensors．Onthatbasis，takethesystemsmallestenergyastheoptimizationobjectivefunction，applythethoughtoftopologicaloptimizationofstructure，putoutthemethodoftopologicaloptimizationalgorithmandwritetheprogramoftopologicaloptimization．A
