压电层合结构的动力响应分析+文献综述(3)
1.4 压电材料
压电材料的原理是：如果压电材料被施加力，则压电材料两端就会产生电位差（我们称之为正压电效应），反之，如果在压电材料两端施加电压，则在其两端就会产生机械应力（我们称之为逆压电效应）[9]。如果压力使一种高频振动，则就会在压电材料两端产生高频电流信号。而如果在压电材料两端施加高频电信号，则就会产生高频声信号（即机械振动）。这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的相互转换和逆转换的功能。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形。压电材料固有的这种机-电耦合效应，使得压电材料在工程商得到了广泛的应用。
压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料的机械变形与两端受力具有一阶近似关系，所以我们就可以将压电材料简化为有源压电弹簧，并且其刚度与两端电压有关，这样就可以通过改变电压来改变有源压电弹簧的刚度，进而改变整个周期性结构的周期性，对整个结构的频率范围和控制效果上可以人为地进行较大的调整，从而实现结构振动的主动控制。
振动主动控制是在振动控制过程中驱动致动器对系统或结构施加一定的力或力矩，以抑制其振动。在这里采用周期性结构理论与压电材料相结合，通过改变有源压电弹簧的刚度实现振动主动控制。
1.5 MATLAB简介
MATLAB软件自上世纪70年代产生至今，经过Math Works公司的不断完善，MATLAB已经发展成为适合多学科的功能强劲的大型软件，也被广泛应用于各种科学研究和解决各种具体的问题[10]。MATLAB语言简洁紧凑，使用起来灵活方便，库函数又非常丰富可靠。尤其当涉及矩阵计算和画图时，对比FORTRAN 和C++等高级计算机语言具有明显优势。MATLAB运算符丰富。MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了几乎和C语言一样多的运算符。MATLAB不仅仅具有结构化的控制语句，而且还有面向对象编程的特性。MATLAB是弱语言类型，语法限制不严格，程序涉及自由度大。比如说MATLAB里面各种类型变量不用预先定义就可以直接使用。MATLAB程序可移植性很好，基本不用做修改就能在各型号的计算机和操作系统上运行。MATLAB 的图形功能十分强大，用Fortran和C语言，绘图都不容易，但在MATLAB里面，数据的可视化非常的简单。同时，MATLAB的工具箱功能十分强劲。MATLAB最大的缺点就是程序的执行速度比较慢，这是由于MATLAB的程序不用编译预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行。