学术论文 - 航空制造技术.pdfVIP

RESEARCH 学术论文 [8] 驱动元件犹如变色龙，当外界信息发生变化的时 性效应（PE）、类橡皮性（HDC） 。目前 SMA 已在航空 候，它可以改变自身的结构等以更好地适应环境的变 航天、电子、仪器仪表、自动控制、能源、建筑、医疗以及 化。 日常生活中得到了广泛应用。 1.3 智能控制技术 与形状记忆合金相比，形状记忆高分子材料不仅变 在智能结构中，控制系统也是重要组成部分之一， 形量大、赋形容易、形状响应温度便于调整，还具有保 它的作用相当于人的大脑。智能结构控制系统包括控 温、绝缘性能好、不易锈蚀等特点。根据形状记忆高分 制元件及控制策略与算法等。智能结构的控制元件集 子材料的材料回复原理可将其分为 : 热致感应型、电致 成于结构之中，其控制对象就是结构自身。由于智能结 感应型、光致感应型等。如最近 KEN 等 [9] 利用纳米级 构本身是分布式、强耦合的非线性系统，且所处的环境 SIC 颗粒增强形状记忆高分子基体，把颗粒状 SiC 掺入 具有不确定性和时变性，因此，要求控制元件能够自己 一种热固性形状记忆高分子树脂中，通过调节 SiC 颗粒 形成控制规律，并能够快速完成优化过程，需有很强的 的含量，可以得到不同回复性的形状记忆高分子材料， 实时性和在线性。而以频域为基础的经典控制理论和 在其含量小于 40% 时，显示出良好的回复性。再比如 以时域为基础的现代控制理论均难以面对智能结构自 Annick 等 [10] 研究聚氨醋栓塞的细胞毒性和诱发性，发 身的特征和所处的环境 [5] 。智能结构的控制打破了传 现利用其形状记忆功能和泡沫结构的弹性既能很好的 统控制系统的研究模式，将对受控对象的研究转移到对 保持栓塞的形状，又具有良好的生物相容性。 控制器自身的研究上，通过提高控制器的智能水平来减 2.2 压电材料 少对受控对象数学模型的依赖，从而增强结构系统的适 压电材料是通过电偶极子在电场中的自然排列而 应能力，使控制元件在受控对象性能发生变化、漂移、环 改变材料的尺寸，响应外加电压而产生应力或应变，电 境不确定和时变的情况下，始终获得满意的控制效果。 和力学性能之间呈线性关系。压电材料具有以下特点： 除了智能传感技术、智能驱动技术以及智能控制技 （1）具有正逆压电效应，使得它在智能结构中既可作传 术这 3 种较为重要的技术外，智能信息处理与运输也至 感元件又可作驱动元件； （2）频响范围宽，响应速度快， 关重要。对多传感器数据与信息融合，以及多传感器的 功耗低； （3）输入输出均为电信号，易于测量与控制； 优化配置的研究 [6] 也是智能结构信息处理研究的重要 （4）容易加工得很薄，特别适合于柔性结构。压电材料 内容。 包括压电陶瓷和压电高分子。 大多数压电器件通常由压电陶瓷构成。使用最广 2  智能材料的3种基础材料 的压电陶瓷是醋钦酸铅（PZT），其在许多广为人知的器 随着研究工作的逐步深入，可用于构建智能材料系 件和商品化器件内做致（起）动元件和敏感元件，例如 统的基础材料正日趋完善并不断丰富。目前，国内外现 所有的呼机都是以压电陶瓷声频换能器为核心构成的。 已研制成功并实现了商品化的该类材料有两类：一是形 超声净化器、定时器与声纳系统、流体测量装置、