mercury 发表于 2011-4-8 09:07

请教状态空间方程系数矩阵B怎么得到

本帖最后由 mercury 于 2011-4-8 09:12 编辑

大家好。
小弟在做压电壳的振动控制。在形成状态空间方程时候遇到问题。
看参考资料上B= ,这里的M是质量阵,H是电压相关的控制矩阵。
请问H矩阵怎么求得?
谢谢!

mercury 发表于 2011-4-8 10:23

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谢谢斑竹,下面是我在一篇论文上看到的。
据我所知,计算中可以假设电压固定或者电荷值一定。
我现在用的是施加一定电压。该怎么计算H



meiyongyuandeze 发表于 2011-4-8 13:24

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感觉你的问题太专业了吧,个人水平有限,我不是很了解压电智能结构,但但从方程来说,个人认为的计算要从有限元离散化得到,就像得到等矩阵一样吧,感觉你应该看些这方面的资料。

zgdy_1 发表于 2011-4-9 01:34

本帖最后由 zgdy_1 于 2011-4-9 11:26 编辑

根据式4.2,Q是每个压电桁架上的电荷量组成的列矢量。
而Kq(q是下标)乘以Q得到电载荷向量,可见Kq(q是下标)建立了电荷数量和电载荷的关系,不过这里的Kq(q是下标)不仅由压电桁架实际的物理属性决定,假设为矩阵W,而且还取决与整个结构所选用的广义坐标。具体计算中,也就是还需要左乘以一个矩阵,它是(4.3)式采用的广义模态组成的阵的转置矩阵,比如采用m阶模态,整个系统有k个自由度,那么模态矩阵(设为fai)就是k乘以m的矩阵。
根据4.4式,只需要Kq(q是下标)乘以C阵既可以得到H,C阵是n个压电桁架的电容组成的对角矩阵而已。
我说的不知对不对,请各位看客拍砖!
最后补充下,由你的叙述,共有n个压电桁架,我们假设在你整个分析模型中(包括压电桁架和其他系统部分)有k个自由度,并采用m阶模态进行系统降阶,则上面各个量的维数分析如下:
模态阵fai为k乘以m;(m是整个系统的自由度的数量,限定了整个系统方程的个数)
Q为n乘以1;
C为n乘以n;
W为k乘以n,这个矩阵的第ij项表示第j个压电桁架上单位电荷对第i个系统自由度所产生的实际载荷!
则 Kq(q是下标)=Transpose(fai)*W,为m乘以n矩阵,其第ij项表示第j个压电桁架上单位电荷对第i阶模态所产生的广义载荷!
Kq(q是下标)电载荷矢量为m乘以1;这样 Kq(q是下标)就是m阶模态坐标下的载荷与实际电荷数量的导数。
H为m乘以n;
又V为n乘以1;
HV(H乘以V)就是m乘以1;
可见整个系统方程的个数是m个,这和上面m的意义一致。
H就是m阶模态坐标下的载荷于实际的电压的导数,即H的每一列(n列)乘以V的对应的一个元素,然后求和得到广义载荷。
总之,H=Transpose(fai)*W*C,
其中,fai取决于选用的结构模态,W是你采用的压电材料的物理特行决定的,C是你的n的压电桁架的电容的对角矩阵。



meiyongyuandeze 发表于 2011-4-9 10:36

上式好像是说的是(4-3)是“动力有限元方程”。假如如果像LS说的,Kq的计算其实是和离散化的处理有关!

Rainyboy 发表于 2011-4-10 10:46

本帖最后由 Rainyboy 于 2011-4-10 10:48 编辑

Kq是系统的机电耦合矩阵。求出Kq之后按照上面几楼的论述得到H应该不是难事。既然贴出的方程时有限元方法得到了,那么Kq应是由单元刚度矩阵组集而来,我感觉Kq应该是个对角阵,对角元素是-e/。
其中e,来自压电本构关系:
T = c*S - e*E
D = e*S + *E
符号约定采用 ANSI/IEEE Std 176-1987

wangjianzhehnu 发表于 2011-7-13 15:58

貌似 这篇文章 我也看过。
难道这个作者是国防科的?哈
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