圧電素子と電子回路を用いたスマート構造による柔軟構造物の振動制御

使用压电元件和电子电路的智能结构对柔性结构进行振动控制

基本信息

批准号：
06J02836
负责人：
山田啓介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

1.センサーとアナログ回を用いたハイブリッド制振装置の提案一組の圧電素子とセンサー,アナログ回路を組み合わせたハイブリッド制振装置を提案した.この装置では制振対象の振動変位をセンサーで計測し,その信号をアナログ回路に加えることで制振性能を改善した.アナログ回路内のインダクタンスと抵抗の最適値を定点理論に基づいて導出し,圧電素子の等価剛性比や増幅器の増幅率と制振性能の関係を理論的に明らかにした.また,数値シミュレーションと実験を行い,手法と理論解析の妥当性を検誕した.得られた研究成果をDynamics and Design Conferen 2007で発表した.また,発表で消費電力に関する質問が出たため,理論解析によってアナログ回路に印加する電圧による消費電力は小さいことを確認した.2.はりに貼付した圧電索子の電気機械結合係数向上に関する研究圧電素子の性能を向上させるために,単純に圧電素子を制振対象のはりや平板に貼り付けるのではなく,圧電素子と対象の間にスペーサーを挿入することで中立軸からの距離を大きくし,圧電素子の等価剛性比を高める手法を提案した.圧電素子やスペーサーによる系全体の剛性の増加と圧電素子の電気機械結合係数の変化の関係を理論的に求め,設ける距離には最適値が存在することを明らかにした.また,実験装置を製作し,提案手法の有効性を検証した.

1.使用传感器和模拟电路的混合减振装置的建议我们提出了一种结合了压电元件、传感器和模拟电路的混合减振装置。在该装置中，测量阻尼目标的振动位移使用传感器，通过将该信号添加到模拟电路中，提高了振动抑制性能。基于不动点理论推导了对数电路中电感和电阻的最佳值，从理论上阐明了压电元件的等效刚度比、放大器的放大倍数和减振性能之间的关系。此外，还进行了数值模拟和实验验证了该方法和理论分析的有效性，并将所得研究成果应用于动力学领域。及设计会议2007年。另外，由于演示过程中出现了有关功耗的问题，我们通过理论分析确认了由于施加到模拟电路上的电压而导致的功耗很小。2．压电线附着在梁上的机电耦合系数。改进研究为了提高压电元件的性能，不是简单地将压电元件固定在梁或平板上进行阻尼，我们我们提出了一种通过在物体之间插入垫片来增加距中性轴的距离来增加压电元件的等效刚度比的方法。通过压电元件和垫片以及压电体的机电耦合来增加整个系统的刚度我们从理论上确定了系数变化之间的关系，发现所提供的距离存在最优值。我们还制作了实验装置并验证了所提方法的有效性。