1、能夠根據(jù)工作環(huán)境改變飛機翼面形狀的自適應變形能力是未來航空、航天飛行器結構設計追求的重要目標。壓電纖維復合驅動器(Macro Fiber Composite，MFC)以其質量輕、適應性好、響應速度快、高驅動應變能密度等優(yōu)點得到了廣泛的應用。如何在低成本下，提高飛機翼面的變形控制精度與穩(wěn)定性已成為一個重要的研究課題。本文以機翼型面控制為研究背景，研究了壓電纖維復合驅動器內(nèi)部結構幾何參數(shù)對驅動器性能的影響;以實際驅動型面與理想型面的均方差最

2、小為優(yōu)化目標，建立了面向型面控制需求的驅動器布局和驅動器控制參數(shù)優(yōu)化設計模型;研制了由壓電纖維復合驅動器驅動的類機翼試件，實驗結果充分驗證了本文所提出的面向結構型面控制的驅動器布局和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化設計模型的有效性和可行性。本論文具體研究工作如下:
　　(1)建立壓電纖維復合驅動器的結構設計與分析模型。以壓電纖維復合驅動器的電極寬度、電極指間距、壓電纖維厚度、壓電纖維體積分數(shù)為優(yōu)化對象，以驅動器驅動應變最大為優(yōu)化目標，建立了影響驅

3、動器驅動性能的結構參數(shù)協(xié)同優(yōu)化設計模型。仿真結果表明:由于均勻電場與不均勻電場的存在，驅動器的電極寬度有一個驅動應變極值點，電極指間距與壓電纖維厚度均越小對驅動應變越有利，而壓電纖維的體積分數(shù)越大，驅動性能越好。但考慮到加工工藝、電擊穿、脆性等因素，在設計中需要綜合考慮驅動器的結構參數(shù)。
　　(2)建立了基于有限元算法的驅動電壓對翼面結構形狀控制優(yōu)化模型。分別建立了單一電壓、多個不同驅動電壓控制的優(yōu)化設計模型，仿真結果表明:基于多

4、個不同控制電壓的型面結構，彎曲變形的型面均方差相比于單一控制電壓均方差提高了近42.28％;扭轉變形的型面均方差相比于單一控制電壓均方差提高了3.82％;彎扭變形的型面均方差相比于單一控制電壓均方差提高了26.71％。
　　(3)建立了基于遺傳算法的驅動器布局與控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化模型。以驅動器的鋪設位置、鋪設角度、層數(shù)、對稱性以及控制電壓為設計變量，以驅動器的擊穿電壓、鋪設位置限制等為約束，建立多參數(shù)下彎曲、扭轉、彎扭型面的協(xié)同優(yōu)化