悬臂板振动控制传感器/致动器优化配置

兵工学报 ›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (1): 88-92.

悬臂板振动控制传感器/致动器优化配置

吕永桂，魏燕定，吕存养，陈定中，李国平，程耀东

浙江大学现代制造工程研究所流体传动与控制国家重点实验室，浙江杭州310027

收稿日期:2004-04-28 上线日期:2014-12-25
通讯作者: 吕永桂
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 50005020、50275131)；“863”青年基金项目（863-2-2-11-3）亩纳重点实验室基金项目(514460201 0IJW0404)

Optimal Configuration of Sensors and Actuators for Vibration Control of Cantilever Plate

Lü Yong-gui, WEI Yan-ding, LU Cun-yang,CHEN Ding-zhong, LI Guo-ping, CHENG Yao-dong

State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control，Institute of Advanced Manufacturing,Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China

Received:2004-04-28 Online:2014-12-25
Contact: Lü Yong-gui

摘要/Abstract

摘要： 针对悬臂板的振动主动控制问题，首先利用有限元分析方法给出了悬臂板的动力控制方程。对于单独控制悬臂板的每阶模态振动，采用同位配置的方法，利用有限元分析方法分析传感器／致动器的配置，给出了目标函数，并将有限元分析方法与遗传算法结合，给出了一种新的传感器／致动器优化配置方法。

关键词: 振动与波 , 主动控制 , 传感器 , 致动器 , 有限元 , 遗传算法 , 优化配置

Abstract: The configuration of piezoelectric sensors and actuators for the cantilever beam is studied. Firstly, a finite element formulation for the vibration of composite beam was established. The finite el?ement analysis(FEA) is then used to analyze the configuration of piezoelectric sensors and actuators. Considering the control of each of the first five vibration modes, the FEA was combined with the ge?netic algorithm (GA), a new configuration method oi the sensors and actuators was developed.

Key words: vibration and wave , vibration control , sensor , actuator , FEA , GA , optimal configuration

中图分类号:

O328

吕永桂，魏燕定，吕存养，陈定中，李国平，程耀东. 悬臂板振动控制传感器/致动器优化配置[J]. 兵工学报, 2006, 27(1): 88-92.

Lü Yong-gui, WEI Yan-ding, LU Cun-yang,CHEN Ding-zhong, LI Guo-ping, CHENG Yao-dong. Optimal Configuration of Sensors and Actuators for Vibration Control of Cantilever Plate[J]. Acta Armamentarii, 2006, 27(1): 88-92.

参考文献

[I]钱振东，黄卫，朱德懋.振动控制中压电传感/驱动器的位置评估[J].东南大学学报，1999,29(3) ： 125 — 129.
QIAN Zhen-dong, HUANG Wei, ZHU De-mao. Placement as?sessment of piezo-sensor/ actuator in vibration control[ J ]. Journal of Southeast University, 1999，29(3) ： 125 - 129. (in Chinese)
[2] Han J H, Lee I. Optimal placement of piezoelectric sensors and actuators for vibration control of a composite plate using genetic algorithms [ J ] ? Smart Material Structure, 1999，(8) ： 257 一 267.
[3] 闫洁，曹秉刚，杨仲庆.柔性结构作动器/传感器优化配置研究 [J].应用力学学报，2001，18(3)： 47-53.
YAN Jie, CAO Bing-gang, YANLr Zhong-qing. Investigation on actuator/ sensor optimal placement of flexible structure [ j].Chi?nese Journal of Applied Mechanics, 2001，18(3) ： 47 - 53. (in Chinese)
[4] 严天宏，牟全臣，王建宇.井置压电传惑/作动器的最优配置及反馈增益研究[J].振动工程学报，1999，12(4)： 570-576. YAN Tian-hong, MOU Quan-chen, WANG Jian-yu. Optimal po?sition and feedoack gams of collocated sensor/PZl actuator [J ] ? Journal of Vibration Engineering, 1999, 12(4) ： 570 - 576. (in Cmnese )
[5] Kim HI，Tse P C. Optimal configuration of a piezoelectric patch for vibration control of isotropic rectangular plates [ J ]. Smart Ma- terial Structure, 2001，（10): 395 — 403.
[6] 陈塑寰，王忠东，韩万芝.智能结构有限元模型的建立及静态形状控制[J].宇航学报，1997，18(4): 18 - 24.
CHEN Su-huan，WANG Zhong-dong, HAN Wang-zhi. The finite element model and the static shape control for the intelligent struc- ture[j]. Journal of Astronautics, 1997, 18(4) ： 18 - 24. (in Chi?nese)
[7] Dimitriadis E K, Fuller C R，Rogers C A. Piezoelectric actuators for distributed vibration excitation of thin pktes[J]. Journal of Vibration and Acoustics, 1991, (113) ： 100—107.

[1]	王雷，李毅，马智慧. 基于Mooney-Rivlin模型的车辆环形橡胶减震器径向刚度计算与参数优化[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 35-45.
[2]	王武，付小强，卢青山，薛鹏，岳小东. 某型火箭炮运弹车自动调平控制系统的设计与实现[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 82-87.
[3]	潘霄，姜毅，王勃漫，任烨波. 火箭多级筒燃气弹射动力学特性及影响因素[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1277-1287.
[4]	马也，范文慧，常天庆. 基于智能算法的无人集群防御作战方案优化方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1415-1425.
[5]	杨满芝，景钢，郭卫，张传伟，武宏璋，魏凯洋，李林岳，吕振阳，桂皓晨，张晓栋. 精密对称驱动二级微动放大系统设计及性能[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1456-1465.
[6]	张昀普，单甘霖. 道路约束下多传感器协同地面目标跟踪的管理方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(3): 542-555.
[7]	郭成豹，胡松，王文井，殷琦琦. 利用磁传感器阵列磁场差值的舰船磁场反演建模方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 111-119.
[8]	程申申，陶如意，王浩，薛绍，林庆育. 弹丸不同结构尼龙弹带挤进过程的阻力特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1847-1857.
[9]	汤润之, 班利明, 钱乐, 雷争军, 宋卫星. 资源受限条件下车辆维修工序调度优化[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 2032-2039.
[10]	王超，王文龙，孙芹东，孙文祺. 同振式矢量水听器耐压球壳优化设计[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1744-1752.
[11]	邹利波，于存贵，冯广斌，侯保林，仲建林，刘宪福. 基于温度修正的弹丸挤进身管过程摩擦模型[J]. 兵工学报, 2021, 42(6): 1148-1156.
[12]	任刘珍，李霖，张梦卓，冯家兴，胡海豹. 连续吹喷-抽吸控制方法对圆柱尾流的影响[J]. 兵工学报, 2021, 42(5): 1016-1022.
[13]	司骥跃，庞兆君，由锰，冯广斌，杜忠华. 空间绳网结构设计及优化方法[J]. 兵工学报, 2021, 42(5): 1065-1073.
[14]	冯睽睽，张发平，王武宏，张文杰，张田会. 基于非支配排序遗传算法的涡轮发动机转子系统装配参数优化[J]. 兵工学报, 2021, 42(5): 1092-1100.
[15]	高子茵，杜明刚，李慎龙，李晋. 基于遗传算法优化和模糊控制动态优化的自动变速器换挡规律设计[J]. 兵工学报, 2021, 42(4): 684-696.