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压电结构振动控制及压电片位置优化的遗传算法
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:《固体力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O242.23[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥230009
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10572046)资助.
中文摘要:

采用比例反馈控制,由线弹性压电层合结构有限元动力方程,推导了压电智能结构的振动控制方程.采用三维八节点实体耦合单元(Solid5)模拟压电致动器/感应器,三维实体单元(Solid45)模拟主结构,利用ANSYS中参数化语言(APDL)编写了压电层合智能结构的有限元程序.以零一最优问题来描述致动器/感应器的位置优化问题,用遗传算法(GA)求解.以压电智能悬臂板为数值算例,采用比例反馈控制,研究了瞬时荷载作用下,最优位置和一般位置配置致动器/感应器时智能结构的控制效果.为了进一步验证本文方法的正确性,研究了简谐荷载作用下系统的控制效果.数值结果表明采用遗传算法搜索压电智能结构振动控制中压电致动器/感应器的最优位置是十分有效的并具有较高的计算效率.

英文摘要:

Using the direct proportional feedback control, active vibration control equations are derived from the dynamic equations of linear elastic piezoelectric laminated structure. Piezoelectric actuator/ sensor are modeled by the three-dimension eight-node coupled element. The host structure is modeled by the three-dimension eight-node element. The finite element model of piezoelectric smart structure has been developed by use of ANSYS/APDL parameter language. The optimal actuator/sensor location problem is formulated in the framework of a zero-one optimization problem which is solved using genetic algorithm (GA). Taking piezoelectric smart cantilever plate structure as numerical examples, smart structure under transient load collocated actuator/sensor at optimal and general locations is studied. To further verify the correctness of the presented method, the control effect of system under harmonic load is studied. Numerical results show the validity and effectiveness of using GA for searching optimal placement of the sensor- actuator pairs in active structural vibration control.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6186