基于正逆压电效应的高能效振动半主动控制方法

摘要：

基于同步开关阻尼(Synchronous Switch Damping,SSD)技术的压电振动半主动控制方法主要利用控制电路中的同步开关和等效LC振荡电路,实现压电电压的同步翻转,使得压电驱动力始终和结构振动速度同相位,用较低的能耗高效地抑制结构振动.然而常见的压电驱动元件如压电叠堆、压电纤维复合材料等,其允许工作电压变化范围是不对称的,采用对称翻转的SSD技术难以充分利用压电元件的机电转化性能.提出了一种基于双向压电效应的SSD技术,通过对压电电压上翻时注能、下翻时吸能的操作,最大化控制系统能效,并充分匹配压电元件的机电转化潜能.介绍了所提SSD方法的工作原理,推导了非对称翻转条件下结构的振动衰减模型,实现了非对称翻转SSD控制电路,并通过实验进行了验证.研究结果表明,所提SSD方法可以通过控制注能开关占空比及吸能电路等效负载自适应地调节压电电压的上、下翻转因子,最终实现高能效的结构振动衰减效果.

关键词：振动控制、振动能量收集、同步开关阻尼、压电、反激变压器

所属期刊栏目：36

分类号：TB535(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金项目

在线出版日期：2023-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：996-1004