负电容在主－被动混合压电振动控制中的应用*

马小陆 裘进浩 季宏丽 李生权 朱孔军

(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京210016)

压电材料作为一种智能材料，以其良好的机电耦合特性在结构振动控制领域具有广泛的应用．当前的压电振动控制方法主要分为被动控制、主动控制和半主动控制．压电被动控制方法是一种压电分流阻尼技术，它利用压电材料的正压电效应，将结构振动的机械能转化为电能，再通过一个外接的分流电路，将电能转化为电阻上消耗的热能，从而产生压电分流阻尼，起到抑制结构振动作用．被动控制方法具有实现容易、结构简单、可靠性高和鲁棒性好等优点，但缺少灵活性，对突发性环境变化适应差［1-3］．压电主动控制方法是一种由压电传感器、压电驱动器和控制算法组成的闭环控制方法．它由压电传感器检测到结构的振动信号，使用主动控制策略经过实时计算得到所需的控制信号，从而驱动压电片对结构的振动进行抑制．压电主动控制方法具有很强的灵活性和环境适应能力，可控频率宽且响应速度快，但其控制系统复杂，需要较高的输入功率，存在潜在的不稳定性，鲁棒性差［4-5］．压电半主动控制方法是一种非线性同步开关的压电阻尼技术．它通过一个状态开关控制压电分流电路的开闭，当压电换能器表面因结构振动变形而产生的电荷达到最大值时，开关迅速闭合，使得压电元件上的电能被电路中的一……