基于光—压电的非接触式弹性圆环独立模态控制

摘要：

在接近紫外波长的高能光束均匀照射下,极化的镧改性锆钛酸铅(PbLaZrTi,PLZT)铁电陶瓷具有反常的光生伏特效应,即在两极间会产生很高的电压.利用此电压信号来驱动层合于柔性板壳结构的压电作动器,可以实现对柔性板壳结构的非接触式控制.为实现弹性圆环的非接触式独立模态控制,利用模态展开技术及振型函数的正交性设计余弦状正交模态作动器,并利用PLZT产生的电压来驱动层合于圆环上的聚偏二氟乙烯(Polymeric polyvinylidene fluoride,PVDF)压电模态作动器.在控制策略上采用速度反馈的定光强控制,通过模态速度符号来调节压电作动器与PLZT的连接方向,以实现作动器产生控制力的正/负切换.采用Newmark-β法对弹性圆环在不同光强下的动态响应进行数值仿真分析.仿真结果表明,在PLZT产生的电压信号的驱动下,压电作动器对系统产生的驱动力随光照时间成指数倍增加,且光照强度越大控制效果越好.

关键词：光生伏特效应、正交模态作动器、弹性圆环、非接触式独立模态控制

所属期刊栏目：48

分类号：TB381(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金51105095,51175103;哈尔滨工业大学科研创新基金HIT.NSRIF.2011111;高等学校学科创新引智计划B07018

在线出版日期：2012-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：49-54,62