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MFC壓電纖維片在懸臂梁自適應(yīng)振動主動控制中的具體應(yīng)用
壓電纖維片
壓電纖維復合材料 (MFC)是具有超薄性能的壓電促動器及傳感器，它的厚度約為300um，內(nèi)部是由壓電纖維棒組成。它既可作為促動，也可作為傳感。
MFC可作為促動器
MFC作為促動器，它有橫向伸長、收縮、以及45°斜邊伸長三種形變模式，通過將壓電纖維片與金屬薄片粘接，它可帶動金屬片發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)等形變。
MFC可作為傳感器
MFC可作為傳感器使用，將MFC粘貼于待測表面，當引入形變時，MFC會產(chǎn)生與形變量成比例的電荷。MFC具有高性能、高靈活性及高可靠性，且成本上有較大的優(yōu)勢。
MFC應(yīng)用--懸臂梁變負載自適應(yīng)振動主動控制
振動問題是制約柔性臂實現(xiàn)高精度和高速度目標的一大瓶頸。
以懸臂梁為模型，在末端施加一定負載，建模分析負載對其結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。利用振動主動控制的方法，選擇MFC壓電纖維片作為促動器及傳感器。
將一組或多組MFC壓電纖維片粘貼于薄板兩面，在每組中，其中1個或多個MFC纖維片作為促動器，通過芯明天高壓壓電控制器對其施加電壓，建立促動器作用下懸臂梁振動的模態(tài)運動；再由1個或多個MFC壓電纖維片作為傳感器，感應(yīng)懸臂的振動，在有振動存在時，MFC傳感器輸出電荷，再由電荷放大器SmartCharge將電荷進行敏感放大輸出；在感知懸臂振動時，再由高壓壓電控制器對另1個或多個MFC施加電壓，MFC作為促動器，產(chǎn)生與懸臂振動反向的運動，以抵消懸臂的振動。
原理圖：
演示效果圖：
MFC的應(yīng)用非常廣泛，如航空航天（如復合材料飛機機翼和結(jié)構(gòu)的除冰、直升機旋翼葉片的振動控制、無人機方向舵控制、綜合體的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、機翼的形變、衛(wèi)星吊桿振動控制、方向舵振動控制等）、土建結(jié)構(gòu)（如管線的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、風力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、鐵路軌道的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的能量捕獲、土建結(jié)構(gòu)的能量獨立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等）、工業(yè)（如應(yīng)變傳感器、點焊機控制、基于導波的健康監(jiān)測、高頻閥控制等）、汽車行業(yè)（如擾流板形狀控制、用戶界面和控制組件的觸覺、傳動軸振動控制、空氣超聲換能器、回轉(zhuǎn)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、撞擊傳感器等）、消費市場（如鞋/運動產(chǎn)品的能量捕獲、運動產(chǎn)品的振動控制、觸覺的用戶界面、能源自主安全設(shè)備等）。
