Title of article :
Three-dimensional Vibration Suppression of an Euler-Bernoulli Beam via Boundary Control Method
Author/Authors :
Lotfavar, A Department of Mechanical and Aerospace Engineering - Shiraz University of Technology , Mosalaeifard, A.H South Parss Gas Complex (SPGC)
Abstract :
In the present paper, general equations governing the beam vibration are derived in its three sub
dimensions under the influence of system dynamics by using the Euler-Bernoulli beam theory and by
utilizing Hamiltonian method. Then, two fundamental cases of a cantilever beam and a rotating beam
are considered. Regarding the difficulty and the costliness of applying control commands to suppress
the beam vibrations on its domain and regarding the difficulties of designing the controller based on
the reduced and the discretized equations such as the control spillover and the boundary control
method is both proposed and utilized. Thus, in order to suppress the beam vibration, control forces and
moments placed on the system boundary are used. The controller which is designed based on the
boundary control method and Lyapunov method guarantees the asymptotic stability of vibrations. The
simulation results illustrate the high efficiency of the proposed method in suppressing the longitudinal
and transversal vibrations of both states of cantilever and rotating beam with and without the boundary
controller.
Farsi abstract :
در اين مقاله، با استفاده از روش هميلتوني و فرضيات اويلر-برنولي معادلات كلي حاكم بر ارتعاش تير در سه بعد تحت تاثير ديناميك آن استخراج شده و سپس دو حالت تير با پايه ثابت و پايه دوار مدنظر قرار گرفته است. با توجه به دشواري و هزينه بر بودن اعمال دستور كنترلي براي حذف ارتعاشات در روي دامنه تير و مشكلات ناشي از طراحي كنترلر براساس معادلات حاكم گسسته و كاهش يافته مانند سرريزكردن كنترلر Control Spillover)) در اين مقاله روش كنترل مرزي پيشنهاد و استفاده شده است. در اين راستا و به منظور حذف ارتعاشات تير، از نيروها و ممانهاي كنترلي واقع در مرز سيستم استفاده شده است. كنترلگر طراحي شده بر پايه ي كنترل مرزي و بر اساس روش لياپانف پايداري نمايي ارتعاشات را نتيجه داده است. نتايج شبيه سازيها براي حذف ارتعاشات طولي و عرضي براي هر دو حالت تير ثابت و دوار و مقايسه نتايج بدون وجود كنترلگر و با كنترلگر مرزي نشان از توانايي بالاي روش پيشنهادي داشته است.
Keywords :
Rotary Beam , Fixed Beam , Boundary Control Method , Euler-Bernoulli Beam , Three-dimensional Vibrations
Journal title :
Astroparticle Physics