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《基于柔性鉸鏈的壓電作動器優(yōu)化設(shè)計及實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)承諾書本人聲明所呈交的碩士學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)南京航空航天大學碩士學位論文摘要大型空間結(jié)構(gòu)展開鎖定后尺度大、頻率低，由于沒有大氣阻尼，
2、一旦發(fā)生振動很難短時間內(nèi)衰減，需要對其進行振動控制。壓電作動器體積小、輸出力大，在空間結(jié)構(gòu)振動控制方面受到廣泛關(guān)注。本文采用理論分析、有限元仿真、實驗研究相結(jié)合的方法，研究適用于空間索網(wǎng)式結(jié)構(gòu)振動控制的新型壓電作動器。論文主要工作如下。首先，根據(jù)第一類壓電方程研究了壓電陶瓷塊和壓電疊堆的位移特性，建立了壓電疊堆的電學等效模型；分析了幾種柔性鉸鏈機構(gòu)的傳動原理，給出了相應(yīng)的位移輸出放大系數(shù)，推導了柔性鉸鏈轉(zhuǎn)角柔度的表達式。接著，設(shè)計了一種對稱二級杠桿式柔性鉸鏈微位移放大機構(gòu)，建立了結(jié)構(gòu)的參數(shù)化有限元模型，利用遺傳算法結(jié)合MATLAB
3、-ANSYS聯(lián)合仿真，考慮尺寸約束和應(yīng)力約束條件，以位移放大系數(shù)作為適應(yīng)度值對結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化。隨后，在簡要分析Preisach遲滯模型的基礎(chǔ)上，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對Preisach模型進行描述，提出了兩種改進的后處理方法：擇優(yōu)選擇法和加權(quán)平均法，并通過數(shù)值算例驗證了這兩種方法的有效性；在此基礎(chǔ)上通過合理假設(shè)引出壓電作動器的線性動態(tài)模型。然后，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對壓電作動器輸入-輸出動態(tài)特性進行了實驗研究，得到了該壓電作動器壓電疊堆的遲滯主環(huán)。最后，通過彈性梁振動控制，考核了該壓電作動器的振動控制效果，表明設(shè)計的壓電作動器具有較好的動態(tài)
4、輸出性能。本文研究了基于壓電疊堆的一種壓電作動放大機構(gòu)的設(shè)計及其優(yōu)化問題，獲得了壓電作動器的動態(tài)特性，通過實驗驗證了該放大機構(gòu)的動態(tài)輸出效果，為空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的振動控制提供了一種有效的作動器件。關(guān)鍵詞：空間結(jié)構(gòu)，壓電疊堆，柔性鉸鏈，放大機構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計，實驗本文工作在南京航空航天大學機械結(jié)構(gòu)力學及控制國家重點實驗室完成。I萬方數(shù)據(jù)基于柔性鉸鏈的壓電作動器設(shè)計優(yōu)化與實驗研究ABSTRACTOncethevibrationoflargespacestructuresoccurs,itishardtoattenuateinashorttim
5、e,duetoitslargescale,lowfrequency,andsmalldamping.Thisthesispresentsanewtypeofpiezoelectricactuatorthatissuitableforthevibrationcontrolofspacecable-netstructures.Themainworkisasfollows.Firstly,thedisplacementcharacteristicsofpiezoelectricceramicblockandpiezoelectricst
6、ackarestudiedonthebasisofthefirstkindofpiezoelectricequation,andtheelectricalequivalentmodelofpiezoelectricstackisestablished.Thetransmissionprinciplesofseveralkindsofflexurehingemechanismsareanalyzed,aswellastheircorrespondingtheoreticalamplificationfactor.Therotatio
7、nflexibilityofflexurehingeisdeducedbyusingmaterialmechanicsmethod.Secondly,amicro-displacementamplifyingelementisdesignedinthree-dimensionalspace.Byitsparameterizedfiniteelementmodelinconjugationwithgeneticalgorithm,takingthestructuraldimensionsasdesignvariables,andta
8、kingthestressconstraintanddimensionconstraintintoconsideration,theoptimizedamplifyingcoefficientofdisplacementisobtainedthro
