复合材料层合板的颤振特性及振动抑制研究

作者:陈红霞; 刘文光; 高铭阳; 冯逸亭
来源:固体力学学报, 2022, 43(06): 763-772.
DOI:10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2022.033

摘要

研究了超声速流中压电复合材料层合板的颤振特性及振动抑制方法.采用一阶活塞理论计算了超声速流场中的气动压力,基于经典层合板理论和Hamilton原理推导了压电复合材料层合板的动力学模型,设计了滑模观测器以减少观测溢出,通过Lyapunov方法证明观测器的稳定性,应用观测状态设计了LQR控制器,讨论了几何参数、铺设角度对压电复合材料层合板颤振特性的影响,利用SIMULINK仿真求解了层合板的脉冲响应,验证了控制器的有效性.结果表明,合理规划层合板的几何参数和铺设角度可提高系统颤振稳定性,滑模观测器能够较为准确地追踪原始系统且具有良好的鲁棒性,LQR控制可以在一定范围内消除层合板的颤振点,并且能够有效地控制压电复合材料层合板在颤振边界处的振动,Q矩阵越大,振动控制效果越好,压电层厚度越大,LQR控制效果越好.

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