基于壓電材料的懸臂梁振動(dòng)主動(dòng)控制研究的開題報(bào)告

基于壓電材料的懸臂梁振動(dòng)主動(dòng)控制研究的開題報(bào)告1.研究背景及意義在現(xiàn)代工程中，機(jī)械、航空、汽車等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題已成為影響工程質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵因素，因此控制和減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)成為了一個(gè)關(guān)鍵問題。壓電材料具有較好的傳感和控制性能，可以通過電場作用下產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，因此在結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主動(dòng)控制中具有較廣泛的應(yīng)用前景。懸臂梁是結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基本模型，具有簡單、便于實(shí)驗(yàn)等特點(diǎn)，因此基于懸臂梁的振動(dòng)控制研究有著重要的理論和實(shí)際意義。2.研究內(nèi)容本文將基于壓電材料的懸臂梁振動(dòng)主動(dòng)控制進(jìn)行研究，具體內(nèi)容包括：(1)建立懸臂梁的振動(dòng)模型和壓電材料的數(shù)學(xué)模型；(2)采用反饋控制方法，設(shè)計(jì)壓電材料在懸臂梁上產(chǎn)生電場的控制方式，以減小懸臂梁的振動(dòng)；(3)使用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的控制方案的有效性；(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論并提出展望。3.研究方法及步驟(1)建立懸臂梁的振動(dòng)模型和壓電材料的數(shù)學(xué)模型，并對模型進(jìn)行數(shù)值分析和仿真；(2)采用模型預(yù)測控制（MPC）方法進(jìn)行反饋控制設(shè)計(jì)，構(gòu)建控制器；(3)在實(shí)驗(yàn)室制作懸臂梁樣品及壓電材料，實(shí)驗(yàn)測試控制效果；(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論并提出進(jìn)一步展望。4.預(yù)期成果通過對基于壓電材料的懸臂梁振動(dòng)控制的研究，可以獲得以下成果：(1)建立懸臂梁的振動(dòng)模型和壓電材料的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證其有效性并分析優(yōu)缺點(diǎn)；(2)采用MPC方法進(jìn)行反饋控制設(shè)計(jì)，控制效果較好；(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并剖析數(shù)據(jù)；(4)分析結(jié)論，提出進(jìn)一步展望和改進(jìn)方案。5.計(jì)劃進(jìn)度本研究計(jì)劃在6個(gè)月內(nèi)完成，具體進(jìn)度如下：第1-2個(gè)月：文獻(xiàn)綜述，建立數(shù)學(xué)模型和進(jìn)行數(shù)值分析。第3-4個(gè)月：采用模型預(yù)測控制方法進(jìn)行反饋控制器設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真分析。第5個(gè)月：懸臂梁和壓電材料的制作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性。第6個(gè)月：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并提出結(jié)論和進(jìn)一步展望。完成論文的寫作和提交。6.參考文獻(xiàn)（僅供參考）[1]林松鶴,楊光圓,黃勇.壓電材料應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制的研究綜述[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2017,46(5):59-63.[2]羅碩,薛瑞,孔令剛.壓電材料懸臂梁振動(dòng)控制的數(shù)值模擬研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2017,4:166-169.[3]UpadhyayD,KaushalM,SharmaV.Structuralvibrationcontrolusingpiezoelectricmaterials:Areview[J].SmartMaterialsandStructures,2016,2