一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁
本发明公开了一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，包括压电传感器、数据采集器、控制器、电压放大器和压电驱动器；压电驱动器和压电传感器被周期布置在基体梁上，比例反馈控制策略用于设计相应的控制器。当发生振动时，压电传感器实时采集传感电压信号，数据采集器将传感器电压信号输入到控制器进行处理，将处理后的电压信号作为控制电压经过电压放大器后反馈给压电驱动器，此时控制器得到的控制电压和压电驱动器本身变形产生的电压以及压电传感器本身变形产生的电压共同作为驱动电压作用到压电声子晶体梁上。本发明通过调节比例反馈控制增益得到所需的附加刚度，从而实现对压电声子晶体梁振动和波传播特性的主动调节。
发明专利
CN202011419743.4
2020-12-06
CN112735367A
2021-04-30
G10K11/162(2006.01)
北京工业大学
杨晓东;赵希宁;代秋雨;杨继厚
100124 北京市朝阳区平乐园100号
北京思海天达知识产权代理有限公司
沈波
北京;11
1.一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于，包括： 所述压电声子晶体梁结构由基体材料和压电材料组成，压电材料作为压电驱动器和压电传感器分别周期排列于基体梁上下表面；压电驱动器与基体梁上表面相连，用于为声子晶体梁结构提供驱动电压；压电传感器与基体梁下表面相连，实时采集压电声子晶体梁上传感器的电压信号；数据采集器将压电传感器采集到的电压信号输送到控制器进行处理；控制器根据自身主动控制策略对电压信号进行处理，得到作用到压电驱动器上的控制电压；电压放大器根据控制器发出的控制指令，将控制电压放大处理，将放大后的控制电压作用到压电驱动器。 2.根据权利要求1所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述的压电声子晶体梁，由多个单元组成，每个单元由第一子单元和第二子单元组成，第一子单元和第二子单元分别连接第一控制器和第二控制器。 3.根据权利要求2所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述第一控制器得到的电压反馈给第一子单元上的压电驱动器；所述第二控制器得到的电压反馈给第二子单元上的压电驱动器。 4.根据权利要求1所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述基体材料为纯弹性材料，所述压电材料为压电陶瓷材料。 5.根据权利要求1所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述压电材料和基体材料之间的连接方式为表面贴合。 6.根据权利要求1所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁,其特征在于：所述压电材料和基体材料具有相同的宽度；所述的压电驱动器和压电传感器具有相同的厚度。 7.根据权利要求1所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述声子晶体梁结构的压电驱动器和传感器面积包括矩形/圆形。 8.根据权利要求2所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述数据采集器通过引线分别与声子晶体梁结构中的多个压电传感器相连；所述电压放大器通过引线分别与声子晶体梁结构中的多个压电驱动器相连。 9.根据权利要求2所述的一种用于主动调节振动和波传播特性的压电声子晶体梁，其特征在于：所述第一压电传感器通过引线依次连接的第一数据采集器、第一控制器、第一电压放大器和第一压电驱动器；所述第二压电传感器通过引线依次连接的第二数据采集器、第二控制器、第二电压放大器和第二压电驱动器。