自适应压电桁架结构多目标最优控制

摘要

根据嵌入压电作动器的自适应桁架结构的机电耦合特性,考虑了结构强度、节点最大位移以及作动器最大控制电压等约束条件,提出了以强度、位移和能耗为目标、以电压为控制参数的多目标最优控制模型.该模型通过引入权系数,使多目标问题转化为一个二次目标、线性约束的二次规划问题.限制了设计变量每一步的运动极限,从而保证了算法的稳定性.用数值方法模拟了该模型对结构的控制效果.数值算例表明,该模型具有改善静不定结构应力状态、保证结构形变精度及调节控制能耗的功能.对于静不定结构,可以在一定程度上降低结构的最大工作应力.该模型还具有较小的能耗指标,并使控制点的节点位移尽可能小,利用该模型可以有效地实现单点或多点位移控制.