عنوان
كنترل فعال ارتعاشات تير هوشمند با تكيه‌گاه‌هاي الاستيك غيرخطي
نويسنده اصلي
اميررضا حميدي فرد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
فرمول‌هاي نظري مبتني بر نظريه تير اويلر-برنولي براي تجزيه‌وتحليل تير كامپوزيتي چندلايه با حسگرها و عملگرهاي يكپارچه و گسترده پيزوالكتريك با شرايط تكيه‌گاهي كاملاً الاستيك و تحت تحريك ضربه ارائه‌شده است. مدل ديناميكي تير كامپوزيتي با به‌كارگيري اصل هميلتون بيان مي‌شود. همچنين، براي كنترل ارتعاش عرضي تير از جاذب غيرخطي ارتعاشي استفاده‌شده است. با حل عددي مشاهده مي‌شود كه جاذب‌هاي غيرخطي مي‌تواند به‌سرعت دامنه ارتعاش را كاهش دهد. در اين مطالعه، يك استراتژي براي طراحي بهينه جاذب‌هاي غيرخطي متصل شده ارائه مي‌شود كه كاهش ارتعاشات را در سازه انعطاف‌پذير تضمين مي‌كند. طراحي اين جاذب‌هاي به‌عنوان يك مسئله بهينه‌سازي ديناميكي فرموله شده است كه در آن تابع هدف، كل انرژي سازه كنترل نشده مي‌باشد. مكان‌ها، جرم‌ها، سختي‌ها و ضرايب ميرايي اين جاذب‌هاي به نحوي بهينه‌شده‌اند تا انرژي كل سازه را به حداقل برسانند. به‌منظور كنترل فعال پاسخ ديناميكي سازه از طريق يك سيستم كنترل فعال حلقه بسته، از الگوريتم كنترل فيدبك منفي سرعت استفاده مي‌شود. درحالي‌كه لايه پيزوالكتريك بالا به‌عنوان عملگر و لايه پايين به‌عنوان حسگر كار مي‌كند، ولتاژ اندازه‌گيري شده توسط حسگر، پس از تقويت با استفاده از يك بهره ثابت، به عملگر پيزو كه با افزايش سختي تير از لرزش آن جلوگيري مي‌كند، پسخورد مي‌شود. سپس، تأثير بهره كنترل فيدبك بر پاسخ تير و رفتار ولتاژ خروجي از لايه حسگر و ولتاژ ورودي به لايه عملگر نيز موردمطالعه قرار مي‌گيرد. از روش گالركين براي گسسته سازي معادلات حركت كه ديناميك سازه انعطاف‌پذير و جاذب‌هاي غيرخطي اضافه‌شده را بيان مي‌كنند، استفاده مي‌شود. درنتيجه، با بررسي نتايج اتصال جاذب بهينه در ابتدا و انتهاي تير و همچنين بررسي نتايج اضافه كردن مرحله‌اي يك جاذب بهينه و سپس دو جاذب بهينه در مكان‌هايي مناسب از امتداد تير، به‌تدريج دامنه و تعداد نوسانات پاسخ ديناميكي سيستم به‌طور چشمگير كاهش مي‌يابد. درنهايت، مناسب‌ترين پاسخ گذرا ازنظر كاهش دامنه و تعداد نوسانات، براي حالت تير هيبريد با دو جاذب بهينه در طول تير به‌صورت يك سيستم يكپارچه و پس از اعمال كنترل فعال، ارائه مي‌گردد.
شماره ركورد
195742
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك - طراحي كاربردي - ديناميك، ارتعاش و كنترل
استاد راهنما
سيد محمد هاشمي نژاد