本文關(guān)鍵詞：基于層疊式PVDF作動(dòng)器的混合隔振器的設(shè)計(jì)與特性研究

  更多相關(guān)文章： 橡膠 壓電材料 層疊式PVDF作動(dòng)器 主被動(dòng) 混合隔振器 控制方法

【摘要】：機(jī)載精密儀器承擔(dān)著導(dǎo)航、控制、檢測(cè)、通信等重要任務(wù),是飛行器正常工作的必要保障,但是在飛行器飛行過(guò)程中,這些儀器卻不可避免承受各種振動(dòng)擾動(dòng),影響其正常工作。因此,必須采取措施將振動(dòng)隔離。單純被動(dòng)隔振方法與單純主動(dòng)隔振方法均具有自身不足,為了高效改善機(jī)載精密儀器的振動(dòng)環(huán)境,需要有效結(jié)合主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振二者優(yōu)勢(shì),發(fā)展主被動(dòng)混合隔振技術(shù)。考慮到橡膠元件優(yōu)異的剛度與阻尼特性,選用橡膠元件作為混合隔振器的被動(dòng)元件。在詳盡研究了壓電材料的工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用PVDF壓電薄膜設(shè)計(jì)了一種層疊式PVDF作動(dòng)器。該作動(dòng)器具有厚度小、質(zhì)量輕、柔性高等優(yōu)點(diǎn),在文中被用作混合隔振器的主動(dòng)元件。將橡膠元件和層疊式PVDF作動(dòng)器串聯(lián),設(shè)計(jì)了一種主被動(dòng)混合隔振器。利用振動(dòng)測(cè)試的方法測(cè)定了其被動(dòng)特性,同時(shí)利用仿真的方法討論了各個(gè)元件對(duì)混合隔振器被動(dòng)性能的影響。在討論了各種反饋方法對(duì)主被動(dòng)混合隔振器性能的影響后,本文又比較了比例反饋控制方法和Bang-Bang控制的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的Bang-Bang控制方法。然后本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法,驗(yàn)證了文中所設(shè)計(jì)的混合隔振方案的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,主被動(dòng)混合隔振能夠比被動(dòng)隔振取得更好的隔振效果,在系統(tǒng)的共振區(qū)混合隔振的優(yōu)勢(shì)最為明顯;實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明,改進(jìn)的Bang-Bang控制方法與比例反饋控制方法相比具有更好的控制效果。本文的最后提出了一種三方向混合隔振器的初步設(shè)計(jì)方案,作為未來(lái)繼續(xù)研究的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：橡膠 壓電材料 層疊式PVDF作動(dòng)器 主被動(dòng) 混合隔振器 控制方法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V241;TB535.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 隔振技術(shù)綜述14-18
• 1.2.1 被動(dòng)隔振14-15
• 1.2.2 主動(dòng)隔振15-17
• 1.2.3 主被動(dòng)混合隔振17-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.1 混合隔振研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 PVDF作動(dòng)器研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文的主要研究工作21-22
• 第二章 壓電材料工作機(jī)理22-28
• 2.1 壓電效應(yīng)22
• 2.2 壓電材料特性參數(shù)22-24
• 2.2.1 彈性常數(shù)22-23
• 2.2.2 介電常數(shù)23
• 2.2.3 壓電常數(shù)23-24
• 2.3 壓電方程24-26
• 2.4 PVDF壓電薄膜26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 單方向混合隔振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-39
• 3.1 混合隔振器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題28-29
• 3.2 混合隔振器的被動(dòng)元件設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.1 被動(dòng)元件的分類29-30
• 3.2.2 被動(dòng)隔振元件的選取30-31
• 3.3 混合隔振器的主動(dòng)元件設(shè)計(jì)31-37
• 3.3.1 主動(dòng)元件的分類31-32
• 3.3.2 層疊式PVDF作動(dòng)器設(shè)計(jì)與工藝流程32-37
• 3.4 主被動(dòng)混合隔振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 單方向混合隔振器力學(xué)特性研究39-56
• 4.1 剛度與阻尼參數(shù)識(shí)別原理39-40
• 4.2 橡膠元件的剛度與阻尼識(shí)別40-43
• 4.3 層疊式PVDF作動(dòng)器的性能測(cè)試與參數(shù)識(shí)別43-48
• 4.3.1 層疊式PVDF作動(dòng)器的剛度與阻尼識(shí)別43-45
• 4.3.2 層疊式PVDF作動(dòng)器的作動(dòng)原理45-47
• 4.3.3 層疊式PVDF作動(dòng)器作動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證47-48
• 4.4 混合隔振器的力學(xué)特性研究48-51
• 4.4.1 混合隔振器的動(dòng)力學(xué)模型48-49
• 4.4.2 混合隔振器的物理特性研究49-51
• 4.5 影響混合隔振器被動(dòng)性能的因素研究51-55
• 4.5.1 被動(dòng)元件參數(shù)對(duì)混合隔振器的性能影響52-53
• 4.5.2 中間質(zhì)量對(duì)混合隔振器的性能影響53
• 4.5.3 主動(dòng)元件參數(shù)對(duì)混合隔振器的性能影響53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 單方向混合隔振器性能研究與三方向混合隔振器初步設(shè)計(jì)56-69
• 5.1 控制器設(shè)計(jì)56-61
• 5.1.1 不同比例反饋控制信號(hào)效果仿真分析56-59
• 5.1.2 Bang-Bang控制方法及其改進(jìn)59-61
• 5.2 單方向混合隔振器性能的實(shí)驗(yàn)研究61-65
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建61-62
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論62-65
• 5.3 三方向主被動(dòng)混合隔振器初步設(shè)計(jì)65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文工作總結(jié)69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

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