华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (3): 112-118.

• 电子、通信与自动控制 • 上一篇    下一篇

负电容在主-被动混合压电振动控制中的应用

马小陆 裘进浩 季宏丽 李生权 朱孔军   

  1. 南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏 南京 210016
  • 收稿日期:2011-05-24 修回日期:2011-11-23 出版日期:2012-03-25 发布日期:2012-02-01
  • 通信作者: 马小陆(1979-) ,男,在职博士生,安徽工业大学讲师,主要从事振动控制研究. E-mail:maxiaolublade@163.com
  • 作者简介:马小陆(1979-) ,男,在职博士生,安徽工业大学讲师,主要从事振动控制研究.
  • 基金资助:

     国家自然科学基金重点项目( 50830201) ; 航空基金资助项目( 20091552017)

Application of Negative Capacitance to Active-Passive Hybrid Piezoelectric Vibration Control

Ma Xiao-lu  Qiu Jin-hao  Ji Hong-li  Li Sheng-quan  Zhu Kong-jun   

  1. State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,Jiangsu,China
  • Received:2011-05-24 Revised:2011-11-23 Online:2012-03-25 Published:2012-02-01
  • Contact: 马小陆(1979-) ,男,在职博士生,安徽工业大学讲师,主要从事振动控制研究. E-mail:maxiaolublade@163.com
  • About author:马小陆(1979-) ,男,在职博士生,安徽工业大学讲师,主要从事振动控制研究.
  • Supported by:

    国家自然科学基金重点项目( 50830201) ; 航空基金资助项目( 20091552017)

摘要: 针对压电被动振动方法中分支电路参数环境适应能力差、电路复杂和压电主动振动方法需要较高输入功率的问题,提出了一种基于负电容压电分支电路和小波变换自适应算法的振动主-被动混合控制策略. 文中阐述了这种主-被动混合振动控制方法的原理,分析了被动控制效果、主动控制电压与负电容参数的关系. 仿真和实验结果表明,这种主-被动混合振动控制方法能够有效抑制结构振动,其控制效果优于单独的主动控制或被动控制.

关键词: 负电容, 主-被动混合控制, 压电材料, 机电耦合系数, 小波变换

Abstract:

Both the passive and the active piezoelectric vibration methods are of poor performance because the former is of some branch circuit parameters sensitive to environmental changes and a complex branch circuit and the latter requires higher input power. In order to solve these problems,an active-passive hybrid control method is proposed based on the piezoelectric branch circuit with negative capacitance and the adaptive algorithm with wavelet transform. The authors describe the principle of the hybrid control method and analyze the influences of negative capacitance value on the passive control effect and the active control voltage. Simulated and experimental results show that the hybrid control method effectively suppresses the structural vibration and is more effective than the individual active or passive control method.

Key words: negative capacitance, active-passive hybrid control, piezoelectric materials, electro-mechanical coupling coefficient, wavelet transform