压电悬臂碳纤维层合板的振动控制研究

杨铮鑫; 王凯; 张达; 党鹏飞; 荆兆东

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.005

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (02) : 25 -30. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.005

理论与研究

压电悬臂碳纤维层合板的振动控制研究

杨铮鑫 ¹ ,
王凯 ¹ ,
张达 ¹ ,
党鹏飞 ¹^,^* ,
荆兆东 ²

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Research on Vibration Control of Piezoelectric Cantilever Carbon Fiber Laminated Plate

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摘要

为实现碳纤维复杂结构的振动控制，实验以压电悬臂碳纤维层合板为研究对象。基于Kirchhoff薄板理论和Hamilton原理，运用压电本构方程、假设模态法、广义坐标法及状态空间变量，构造压电悬臂碳纤维层合板的振动状态空间方程。对悬臂层合板进行应力、应变分析，确定压电陶瓷纤维片的铺设位置。采用PID控制方法、模糊控制方法以及模糊PID控制方法在MATLAB中设计控制器，对悬臂层合板的振动控制进行数值仿真。结果表明：三种控制器均可有效抑制层合板的振动，模糊PID控制器的抑振效果最好，该结果可为碳纤维复杂结构的振动控制提供参考。