机电耦合效应下刚柔模型的动力学特性分析

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：赖王杰，蔡陈生，黄昌洋，高海铭，张顺琦zhangsq@shu

单位：1.上海大学机电工程与自动化学院，上海200444;2.上海航天控制技术研究所，上海201109

摘要：针对刚柔耦合模型在运动过程中出现柔性振动问题，研究了考虑机电耦合影响的刚柔模型动力学建模与分析。基于Lagrange原理推导了刚柔模型的运动常微分方程和柔性部件偏微分方程，实现柔性部件与刚体之间的耦合动力学计算。在此基础上引入压电本构，建立考虑机电耦合影响的刚柔耦合连续动力学方程，采用假设模态法将连续动力学方程离散化，建立系统特征方程。分别通过ANSYS软件单独仿真及ANSYS-ADAMS软件联合仿真的方式验证了推导模型的准确性与高效性。基于截断模态的系统动力学模型，对压电结构采用比例-积分-微分(proportional-integral-derivative，<span>PID</span>)控制进行动力学响应计算，验证了基于压电本构的电压控制对高精度刚柔模型振动有明显的抑制作用。<br>

关键词：Aiming at the problem of flexible vibration of rigid-flexible coupled model in the process of motion, the dynamic modeling and analysis of rigid-flexible model considering the influence of electromechanical coupling were studied.Based on Lagrange’s p