A kind of piezoelectric intelligent structure closed-loop system simulation of finite element method and system identification based on the finite element model of piezoelectric smart structures based on the experimental data, instead of using system input and output time course of finite element analysis are given, and using the method of system identification observer / Kalman filter to deal with the input and output based on time history, and get the Markov parameters of the system, and then obtain the minimum realization of the system using ERA algorithm, the model design based on feedback controller, finally using ANSYS APDL language feedback controller into finite element model, the piezoelectric intelligent structure closed-loop system simulation based on finite element method. This method reflects the coupling effect between dynamic system and control system, can be any of the common output feedback and state feedback controller into finite element model, which can be used for performance comparison of various kinds of controllers.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压电智能结构闭环系统仿真方法，具体是一种，属于机械工程领域。
技术介绍
压电材料由于其良好的机电耦合性能，广泛应用于智能结构和振动主动控制。在压电智能结构闭环系统仿真问题中，动力学建模和控制器设计是两个重要环节。有限元方法是建立压电智能结构动力学模型的一种有效手段，然而有限元模型的阶次非常之高，无法用于控制器设计。经对现有技术的文献检索发现，Xu S.X.等人在《Finite Elements inAnalysis and Design》2004，40，241-262上发表的“Finite element analysisand design of actively controlled piezoelectric smart structures”，(杂志名称分析与设计中的有限单元法，文章名称主动控制压电智能结构的有限元分析与设计)。为克服以上的难点，该文提出采用有限元方法和模态叠加原理得到智能结构的低阶状态空间模型，然后基于此状态空间模型利用MatLAB控制工具箱设计控制器并进行闭环系统仿真。这种仿真方法克服了有限元模型阶次过高的缺点，然...
【技术保护点】
一种基于有限元和系统辨识的压电智能结构闭环系统仿真方法，其特征在于，基于压电智能结构的有限元模型，将有限元分析看作一个虚拟的实验系统，亦即用有限元分析给出的系统输入和输出时间历程代替实验数据，并采用基于观测器／Ｋａｌｍａｎ滤波器的系统辨识方法处理此输入和输出时间历程，从而得到系统的Ｍａｒｋｏｖ参数，即单位脉冲响应的采样值，然后采用ＥＲＡ算法得到系统的最小实现，基于此模型设计反馈控制器，最后采用ＡＮＳＹＳ的ＡＰＤＬ语言将反馈控制器引入有限元模型，实现基于有限元方法的压电智能结构闭环系统仿真。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董兴建，孟光，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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