Optimum Design of Compact Integrated Smart Hybrid Composites

紧凑集成智能混合复合材料的优化设计

基本信息

  • 批准号:
    09650113
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The application of piezoceramics and electro-rheological fluids (ERF) actuators to vibration control of a composite CFRP beam was investigated. The results obtained are summarized as follows ;(1) Vibration control of a hybrid smart composite beam actuated by both electro-rheological fluids (abbreviated to ERF) and piezoceramic actuators was investigated. A carbon fiber reinforced plastics (CFRP) beam including interleaved ERF and bonded piezoceramics was prepared and tested under sinusoidal external excitations. Four kinds of feedback control strategies for both ERF and piezoceramic actuators were adopted to suppress the deflection at the free end of the cantilevered composite beam, because application of linear control theory to working out optimum control strategy was difficult owing to intense nonlinearity in ERF actuator. The optimum combination of these control strategies for two types of actuators was discussed when the two actuators operated simultaneously.(2) Fuzzy control of vibration was investigated for the same hybrid smart composite beam as used in the research (1). GFRP cantilevered beam was oscillated under the forced sinusoidal external excitation. Fuzzy model of controlled element containing two actuators was formed due to the reason desvribed in the previous study (1). Parameters of fuzzy model were identified by using a hybrid neuro-fuzzy system. Fuzzy controller for vibration suppression of the composite beam was designed based on the fuzzy model by using the modern control theory. The effect of vibration control system with a fuzzy controller was verified by simulation and experiment.
研究了压电陶瓷和电流变液(ERF)驱动器在碳纤维复合材料梁振动控制中的应用。主要研究成果如下:(1)研究了电流变液(简称ERF)和压电陶瓷驱动器共同驱动的混合智能复合材料梁的振动控制问题。制备了一种碳纤维增强塑料(CFRP)梁,其中包括交错电流变纤维和粘结压电陶瓷,并对其进行了正弦激励下的试验。针对电流变液执行器的强非线性,难以应用线性控制理论求解最优控制策略的问题,采用了四种电流变作动器和压电陶瓷执行器的反馈控制策略来抑制悬臂梁自由端的挠度。讨论了当两种执行器同时工作时,两种执行器的最优控制策略的组合。(2)对本研究中使用的同一混合智能复合材料梁的振动进行了模糊控制研究。玻璃钢悬臂梁在正弦强迫外激励作用下发生振动。由于前人研究的原因(1),建立了含有两个执行器的受控元件的模糊模型。采用混合神经模糊系统对模糊模型参数进行辨识。基于该模糊模型,运用现代控制理论,设计了组合梁振动抑制的模糊控制器。通过仿真和实验验证了采用模糊控制器的振动控制系统的效果。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Fukuda: "In Situ Strain Measuring and Cure Monitoring of Composite Materials in Autoclave Molding"Proceedings of the 2nd Workshop on Structural Health Monitoring. 247-256 (1999)
T.Fukuda:“热压罐成型中复合材料的原位应变测量和固化监测”第二届结构健康监测研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Fukuda: "In Situ Cure Monitoring of Composite Materials in Autoclave Molding" Proc.of the 2nd Japan-France Seminar on Intelligent Materials and. 81-84 (1998)
T.Fukuda:“热压罐成型中复合材料的原位固化监测”,第二届日法智能材料研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大島,松阪,福田: "ER流体を可変ダンパとして内蔵したCFRP積層はりの振動応答" 日本機械学会論文集(C). 64,619(未定). (1998)
Oshima、Matsusaka、Fukuda:“内置 ER 流体作为可变阻尼器的 CFRP 层压梁的振动响应”,日本机械工程师学会汇刊 (C)(待定)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Fukuda and K. Osaka: "In Situ Strain Measuring and Cure Monitoring of Composite Materials in Autoclave Molding"Proceedings of the 2nd Workshop on Structural Health Monitoring. 247-256 (1999)
T. Fukuda 和 K. Osaka:“热压罐成型中复合材料的原位应变测量和固化监测”第二届结构健康监测研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
谷順二編、福田武人 他7名: "インテリジェント材料・流体システム"コロナ社. 201 (2000)
Junji Tani、Takehito Fukuda 等 7 人:“智能材料和流体系统”Coronasha 201 (2000)。
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  • 发表时间:
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