光电层合抛物薄壳的主动控制

吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (05): 1433-1438.

光电层合抛物薄壳的主动控制

邓宗全^1,2,王新杰^1,2,岳洪浩^1,2

1.哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 |哈尔滨 150080；2.哈尔滨工业大学宇航空间机构及控制研究中心 |哈尔滨 150001

收稿日期:2009-12-10 出版日期:2011-09-01 发布日期:2011-09-01
通讯作者: 王新杰(1982-),男,博士研究生.研究方向:智能结构及主动控制. E-mail:wxj_hit@163.com
作者简介:邓宗全(1957-),男,教授,博士生导师.研究方向:特种机器人与控制,宇航空间机构设计及控制.E-mail:dengzq@hit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（50705017）；高等学校学科创新引智计划项目(B07018).

Active control of photostrictive laminated thin paraboloidal shell

DENG Zong-quan^{1, 2}, WANG Xin-jie^{1, 2}, YUE Hong-hao^{1, 2}

1.State Key Laboratory of Robotics and Systems, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China|2.Research Center of Aerospace Mechanism and Control, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Received:2009-12-10 Online:2011-09-01 Published:2011-09-01

摘要/Abstract

摘要：

利用光致伸缩作动器的非接触激励特性,对抛物薄壳进行主动控制研究。通过对激励光源的开关控制,实现光致伸缩作动器的伸缩激励特性。基于Membrane简化理论,提出一组满足自由边界条件下的抛物壳模态形状函数,并推导出光电层合抛物薄壳的模态控制方程。将LQR状态相关控制与光源激励策略相结合,确定抛物薄壳的主动控制策略。通过数值仿真得到了光致伸缩作动器输出控制力及抛物壳位移响应曲线。结果表明：光致伸缩作动器可实现对抛物薄壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。

关键词: 光致伸缩作动器, 抛物薄壳, 主动控制, Membrane 简化

Abstract:

Paraboloidal shell was controlled by photostrictive actuator, which can provide contactless actuation. By controlling the on-off switch of the exciting light source, the expansion and contraction actuation of the photostrictive actuator can be achieved. Based the membrance approximation, a set of mode shape functions for paraboloidal shell satisfying free boundary conditions were proposed. The governing equations of paraboloidal shell laminated with paired photostrictive actuators were established. The active control strategy was determined by combining the illumination method and Linear Quadratic Regulator (LQR) approach. The time histories of the transverse displacement and control force were simulated and evaluated. Simulation results show that photostrictive actuator can effectively suppress the vibration of the paraboloidal shell.

Key words: photostrictive actuators, thin paraboloidal shell, active control, Membrane approximation

中图分类号:

V214

邓宗全^1,2,王新杰^1,2,岳洪浩^1,2. 光电层合抛物薄壳的主动控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(05): 1433-1438.

DENG Zong-quan, WANG Xin-jie, YUE Hong-hao, . Active control of photostrictive laminated thin paraboloidal shell[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(05): 1433-1438.

参考文献

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