تحلیل و طراحی کنترل کننده بهینه به منظور دستیابی به میرایی ارتعاشی تیر هوشمند تیموشنکو در بازه های مختلف

محورهای موضوعی : کنترل فعال

مجتبی حسنلو ¹ , اجمد باقری ² , فرید نجفی ³

1 - دانشگاه گیلان
2 - دانشگاه گیلان
3 - دانشگاه گیلان

تاریخ دریافت : 1395/01/25 تاریخ پذیرش : 1395/05/13 تاریخ انتشار : 1396/04/01

کلید واژه: تیر تیموشنکو, کنترلرLQR, میرایی ارتعاشی, مکان و تعداد بهینه پیزوالکتریک, الگوریتم MOPSO,

چکیده مقاله :

میرایی ارتعاشی تیر تیموشنکو براساس یافتن مکان، تعداد بهینه حسگر و عملگر پیزوالکتریک با استفاده از کنترلر LQR و الگوریتم MOPSO موضوع مورد بررسی در این تحقیق محسوب می‌شود. امروزه برای اینکه یک سازه دارای عمر، هزینه ساخت، مصرف انرژِ قابلیت اطمینان بهینه‌ای باشد تلاش‌های فراوانی از سوی محققین این حوزه صورت پذیرفته‌است. یکی از تحقیقات تامین سازه هوشمند بهینه و کنترل‌شده با استفاده از حسگر و عملگر پیزوالکتریک است بگونه‌ای این حسگر و عملگر بتواند به محض دریافت یک ارتعاش توسط حسگر و با انتقال سیگنال ارتعاشی به کنترلر، بهترین بهره کنترلی را براساس نوع نگرش طراحی شده در کنترلر اتخاذ شده و آنگاه سیگنال مناسبی را به عملگر انتقال دهد. در واقع این عملگر است که تمام تلاش خود را برای خنثی‌سازی ارتعاش سازه به ظهور می‌رساند تا سازه‌ای با عمر بیشتر و خرابی کمتر داشته‌باشد و بتواند هدف طراح را به بهترین نحوه تامین نماید. حال در این پژوهش با استفاده از الگوریتم MOPSO و تعریف متغیرهای طراحی، بهترین تعداد و مکان جهت نصب حسگر و عملگر پیزوالکتریک در پایین و بالای سازه تیر یکسرگیردار در بازه‌ای مشخص را امکان‌پذیر جستجو نموده و آنگاه یک مدل بهینه از طراحی سازه هوشمند ارائه نماید.

چکیده انگلیسی:

The subject of this study was vibration damping of Timoshenko beam based on finding optimal place and number of piezoelectric sensor and actuator using LQR controller and MOPSO algorithm. Today, researchers make a lot of effort to make a structure have optimized reliable life, manufacturing cost, and power consumption. One of the researches on optimized and controlled smart structure is through using piezoelectric sensor and actuator so that the sensor and actuator can adopt the best controlling interest based on the type of approach to design the controller upon receipt of a vibration by sensor and with the transfer of vibration signals to the controller. Then, it can transfer a proper signal to the actuator. In fact, it is the actuator that tries to neutralize the vibrations of the structure in order to have a structure with longer life and lower failure and can meet the designer's objective in the best way. In this study, using MOPSO algorithm and defining the design variables, the best number and location to place the piezoelectric sensor and actuator at the bottom and top the bottom and top cantilever beam in in a specified range can be searched and then an optimal model of smart structure was suggested.