14093

14093

كنترل فعال ارتعاشات درپنل ماهواره مدل شده با تئوري ورق مرتبه بالا با استفاده از عملگر پيزوالكتريك

كارشناسي ارشد

فناوري ماهواره

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر كامران دانشجو - دكتر روح‌الله طالبي

فناوري‌هاي نوين

چكيده امروزه كنترل ارتعاشات در سازه‌هاي فضايي به منظور افزايش دقت جهت‌گيري و عكس‌برداري نيازمند توجه ويژه مي‌باشد. در پايان نامه حاضر به منظور كنترل ارتعاشات در پنل هاي ماهواره از روش كنترل فعال ارتعاشات استفاده مي شود. در اين روش پنل هاي ماهواره به صورت يك ورق كامپوزيتي چندلايه كه عملگرها و سنسورهاي پيزوالكتريك بر روي آن قرار داده شده، در نظر گرفته مي شوند. براي مدلسازي ورق كامپوزيتي از تئوري مرتبه سوم ردي استفاده شده و معادلات حركت ورق كامپوزيتي كه لايه اي از پيزوالكتريك بر روي آن چسبانده شده، با استفاده از روش انرژي بدست آمده است.به منظور حل معادلات حركت ورق كامپوزيتي پيزوالكتريك از روش بدون المان گلركين استفاده شده است. در اين روش توابع شكل مورد نياز براي تقريب متغيرهاي ميدان از روش تقريب حداقل مربعات متحرك و براي ارضاي شرايط مرزي مسئله از روش تابع پنالتي استفاده شده است. در ابتدا به منظور صحه گذاري نتايج، مقدار جابجايي استاتيكي تحت بارگذاري و شرايط مرزي مختلف بدست آمده است. سپس فركانس طبيعي اساسي ورق كامپوزيتي به ازاي شرايط مرزي و نسبت هاي طول به ضخامت مختلف بدست آمده و تاثير افزايش تراكم گره هاي ميدان و دامنه تاثير بر روي اين نتايج نيز بررسي شده است. به منظور كنترل استاتيكي سازه يك كنترل كننده حلقه بسته جابجايي طراحي شده كه مي تواند سازه تحت بارگذاري را با استفاده از منبع توان خارجي و همچنين بدون منبع توان خارجي به حالت اوليه برگرداند. براي كنترل ديناميكي ورق دو نوع كنترل كننده حلقه بسته سرعت و بهينه ساز خطي مرتبه دوم با فيدبك خروجي طراحي شده و پاسخ سيستم به ازاي ضرايب متفاوت اين كنترل كننده ها بدست آمده و مشاهده شده كه مي توان با طراحي يك كنترل كننده بهينه به پاسخ مورد نظر با كمترين ولتاژ ورودي دست يافت. واژه‌هاي كليدي:كنترل فعال ارتعاشات، تئوري مرتبه سوم ردي، كنترل‌كننده حلقهبسته سرعت، كنترل‌كننده بهينه‌ساز خطي با فيدبك خروجي، روش بدون المان گلركين