11256

11256

كنترل فعال ارتعاشات يك پنل استوانه اي پيزوالاستيك ضخيم

كارشناسي ارشد

مكانيك - ارتعاشات و كنترل

اسفند ماه 1391

اسفند ماه 1391

دكتر سيد محمد هاشمي نژاد

چكيده آنچه در اين رساله جمع آوري شده است بر آنست كه مجموعه¬اي پيوسته از روند استفاده از مواد پيزوالكتريك را در سازه هوشمند با هدف كاهش سطح ارتعاشات را ارايه كند. كنترل فعال ارتعاشات يك پنل استوانه اي با ضخامت دلخواه و با تكيه گاه ساده كه با حسگر و عملگر از جنس مواد پيزوالكتريك (در تمام سطوح بالا و پايين پنل استوانه اي) گسترده شده با استفاده از تئوري خطي سه بعدي دقيق پيزوالاستيسيته مورد بررسي قرار ميگيرد. براي بدست آوردن سيستم كنترلي روش شناسايي سيستم با پياده سازي روش تقريب زيرفضا بر اساس الگوريتم N4SID و با در نظر گرفتن تعداد محدودي از مودهاي سازه استفاده ميشود. بر اين اساس ابتدا به وسيله اين روش شناسايي سيستم، يك مدل فضاي حالت بدست مي¬آيد كه به وسيله آن حالتهاي سيستم تخمين زده ميشود و بر اساس اين سيستم خطي نا متغير با زمان، يك كنترل كننده طراحي ميشود. به منظور رسيدن به تركيب بهينه حسگر و عملگر پيزو الكتريك روش بهينه سازي مبتني بر الگوريتم ژنتيك مورد استفاده قرار ميگيرد. در اين روند بهينه سازي يك تابع هدف قابل اندازه گيري با استفاده از گراميان كنترل پذيري و رويت پذيري تشكيل ميشود كه در حل مسئله با استفاده از روش الگوريتم ژنتيك مورد استفاده قرار ميگيرد. سپس يك كنترل كننده بهينه مبتني بر روش خطي كوادراتيك گوسي بر روي سيستم بهينه شده طراحي ميشود كه به ما اجازه ميدهد عملكرد سيستم حلقه بسته را در حوزه زمان و فركانس بررسي كنيم. عملكرد سيستم ديناميكي و تأثير سيستم بهينه شده تحت دو نوع بارگذاري مكانيكي (اغتشاش خارجي) مورد ارزيابي قرار ميگيرد: نيروي ضربه¬اي و نويز سفيد. در نهايت به منظور اطمينان سنجي از نتايج مسئله، پاسخ ديناميكي و فركانس هاي طبيعي با نتايج بدست آمده از نرم افزار المان محدود و مقالات موجود مورد ارزيابي قرار ميگيرد. واژه‌هاي كليدي: كنترل ارتعاشات، پنل پيزوالكتريك، حل دقيق، شناسايي سيستم، جايابي بهينه حسگر و عملگر، الگوريتم ژنتيك، كنترل كننده بهينه .