面向结构振动主动控制的压电传感器与作动器优化配置方法

压电智能结构振动主动控制系统在机器人、航空航天等领域具有广泛的应用前景,其设计性能的好坏往往取决于传感器、作动器的数量和位置,若其配置不合理,将导致控制系统不收敛的可能性大大增加.该文以压电智能悬臂梁为研究对象,提出一种基于遗传算法的压电传感器、作动器优化配置方法.首先,依据研究模型提出传感器、作动器优化准则,建立优化目标函数;其次,求出压电悬臂梁的各阶固有频率、各阶模态应变等,将其代入优化目标函数;然后,采用小生境遗传算法得出传感器作动器数目与位置优化表,将各配置方案在振动控制系统中进行试验对比,得出最优配置方案;最后,将最优配置方案运用到结构振动控制实验平台进行验证.结果表明:振动控制效果良好,从而可间接地验证该文所提出的优化配置方案的可行性和有效性.