航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
2期
527-537
,共11页
曹玉岩%王志%周超%范磊%吴庆林
曹玉巖%王誌%週超%範磊%吳慶林
조옥암%왕지%주초%범뢰%오경림
压电智能反射面%虚功原理%有限元方程%变形控制%位置优化
壓電智能反射麵%虛功原理%有限元方程%變形控製%位置優化
압전지능반사면%허공원리%유한원방정%변형공제%위치우화
piezoelectric smart reflector%virtual work theory%finite element formation%shape control%placement optimization
为了提高反射面的精度,建立了压电智能反射面的形状控制模型,对该结构的力学建模方法、形状控制方法和作动器优化配置算法进行了研究.首先,将蜂窝夹层结构的压电智能反射面等效为多层复合板,根据虚功原理推导了结构的有限元方程.然后,根据建立的有限元方程,推导了反射面变形的均方根误差与作动器控制电压的关系式,以均方根误差最小为优化目标,建立了形状控制优化模型,将作动器控制电压的优化转化为约束优化问题的求解.最后,采用模拟退火算法对压电作动器进行了优化配置.为了验证形状控制的可行性及优化算法的有效性,以300 mm口径的平面压电智能反射面为例进行仿真,分析结果表明,通过压电作动器的控制,可以使反射面的重力变形误差减小97%以上,对于给定数目的作动器,通过模拟退火算法优化,可使其布置在最佳的位置.
為瞭提高反射麵的精度,建立瞭壓電智能反射麵的形狀控製模型,對該結構的力學建模方法、形狀控製方法和作動器優化配置算法進行瞭研究.首先,將蜂窩夾層結構的壓電智能反射麵等效為多層複閤闆,根據虛功原理推導瞭結構的有限元方程.然後,根據建立的有限元方程,推導瞭反射麵變形的均方根誤差與作動器控製電壓的關繫式,以均方根誤差最小為優化目標,建立瞭形狀控製優化模型,將作動器控製電壓的優化轉化為約束優化問題的求解.最後,採用模擬退火算法對壓電作動器進行瞭優化配置.為瞭驗證形狀控製的可行性及優化算法的有效性,以300 mm口徑的平麵壓電智能反射麵為例進行倣真,分析結果錶明,通過壓電作動器的控製,可以使反射麵的重力變形誤差減小97%以上,對于給定數目的作動器,通過模擬退火算法優化,可使其佈置在最佳的位置.
위료제고반사면적정도,건립료압전지능반사면적형상공제모형,대해결구적역학건모방법、형상공제방법화작동기우화배치산법진행료연구.수선,장봉와협층결구적압전지능반사면등효위다층복합판,근거허공원리추도료결구적유한원방정.연후,근거건립적유한원방정,추도료반사면변형적균방근오차여작동기공제전압적관계식,이균방근오차최소위우화목표,건립료형상공제우화모형,장작동기공제전압적우화전화위약속우화문제적구해.최후,채용모의퇴화산법대압전작동기진행료우화배치.위료험증형상공제적가행성급우화산법적유효성,이300 mm구경적평면압전지능반사면위례진행방진,분석결과표명,통과압전작동기적공제,가이사반사면적중력변형오차감소97%이상,대우급정수목적작동기,통과모의퇴화산법우화,가사기포치재최가적위치.