梁形周期性压电俘能结构的能量转化及其减振性能分析

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环境中振动的多变且复杂,尤其是超精密仪器对振动更为敏感,因而减振系统必须可以实现宽频域范围的振动控制以及主动控制的效果。正是利用周期结构的带隙理论以及压电材料良好的力电耦合特性,分析了一种比较智能的周期压电智能结构的减振效果与减振原理,并取得一定成果:  1、结合周期特性以及压电特性,分析一种周期压电结构模型实现系统振动控制的策略。针对周期特性方面,利用传递矩阵法求解周期压电系统在有限范围内的结构运动方程,通过计算分析得出周期结构系统在高频范围内存在比较理想的振动衰减域且外电路不影响其衰减域位置与宽度。  2、提出了将压电材料与外电路并联,利用谐振振荡电路实现宽频范围内的减振策略,并通过高斯定理计算了压电材料产生的电荷量,绘制以及分析了连接外电路压电梁的等效电路。分析了外电路参数对周期系统减振的影响,提出一种幅值最小的外电路参数优化方法,同时从电能转化率与结构内能量的角度分析了谐振振荡电路使周期结构系统减振的原理。  3、基于周期压电系统压电分流的原理,讨论分析了减少外电路电感数量级的方法以及验证了此方法的可行性,同时提出了一种多个共振峰宽频域的振动控制方法,并通过计算不同外电路条件下周期压电系统的频响曲线,验证此方法的可行性。
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