压电智能悬臂梁模糊振动抑制研究  

Active vibration control of a piezoelectric bonded smart cantilever beam using fuzzy logic

作　　者：张顺琦[1,2,3] 于喜红[1,2] 王战玺[1,2] 秦现生[1,2] 

机构地区：[1]西北工业大学机电学院,陕西西安710072 [2]陕西省数字化特种制造装备工程技术中心,陕西西安710072 [3]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023

出　　处：《振动工程学报》2017年第1期110-117,共8页Journal of Vibration Engineering

基　　金：西北工业大学引进高层次人才科研启动费资助项目;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放基金资助项目(GZ15212);国家自然科学基金资助项目(11602193;51505380);国家111引智项目(B13044)

摘　　要：为了实现对压电智能结构此类复杂机电耦合系统的主动振动控制仿真,建立了智能结构的机电耦合动力学有限元模型,并推导和简化了模型的动力学方程与压电传感方程,建立了系统的状态空间模型,设计了模糊逻辑控制器。基于模糊逻辑理论,划分了两种不同级别的模糊集合,确定了模糊集合语言变量值,设计了4种不同的模糊控制规则,并采用重心法作为逆模糊化方法。分别模拟了智能结构的自由振动、在脉冲干扰下的振动以及在谐波干扰下的振动,比较了模糊控制器、PID控制器、LQR控制器在3种不同类型的振动方式下对智能结构的振动控制效果。To achieve the simulation of vibration suppression for piezoelectric integrated smart structures, this paper develops an electro-mechanical coupling dynamic finite element model, including the dynamic equations of motion and sensor equations. Based on the mathematical model, a state space model is obtained. Afterwards, a fuzzy logic based control is designed for vibration suppression of smart structures. Using the theory of fuzzy logic, we designed two types of fuzzy sets with different lin guistie variables, resulting in four fuzzy control rules. The centroid method is adopted in the procedure of defuzzification. The proposed control strategy is implemented for smart structures with free vibration, under impulse excitation and harmonic excitation respectively. The results are compared with those of PID and LQR control strategies.

关 键 词：振动控制 智能结构 模糊控制 压电材料 

分 类 号：TB535[理学—物理] TP273.4[理学—声学]