بهينه سازي با قابليت اطمينان در برداشت كننده انرژي از ارتعاشات موتور هواپيماي بدون سرنشين

Reliability based design optimization of energy harvester from UAV engine vibration

در اين مقاله از يك مدل موجود براي برداشت انرژي از پيزوالكتريك استفاده شده است. توان قابل برداشت به عدم قطعيت­هاي زيادي مانند عدم قطعيت­هاي ناشي از خواص مواد، شرايط بارگذاري و عدم قطعيت ناشي از تلرانس­ها حساس است. لذا بمنظور رسيدن به عملكرد صحيح تحت عدم قطعيت­ها از بهينه ­سازي طرح با قابليت اطمينان با هدف كم كردن حجم برداشت­ كننده استفاده شده است. نتايج نشان مي­ دهند كه چنانچه طراحي سامانه برداشت­ كننده انرژي از روش بهينه­ سازي با قابليت اطمينان نسبت به عدم قطعيت­هاي ناشي از تلرانس­ انجام شود، توان خروجي و نيز اطمينان از عملكرد صحيح به ميزان قابل توجهي در مقايسه با بهينه ­سازي تصادفي افزايش مي­يابد. در اين تحقيق تامين توان جايگزين باتري براي عملگرها و حسگرهاي يك پهپاد با استفاده از برداشت كننده انرژي از پيزوالكتريك نيز بررسي شده است. در اين حالت منبع ارتعاش را ارتعاشات موتور هواپيما در نظر گرفته و فرض بر اين است كه سطح لايۀ پيزوالكتريك برابر با سطح بال هواپيما بوده و به سطح بال متصل باشد. با درنظر گرفتن ملاحظاتي در طراحي بال و نيز نوع مأموريت آن مي­توان جايگزيني را ميسر نمود.

In this paper, a model is used to harvest energy from the piezoelectric. The harvested energy is in large uncertainties such as uncertainties caused by the material properties, loading conditions and the uncertainty resulting from the tolerances sensitive. Therefore, in order to achieve the proper functioning on the uncertainties, the reliability based design optimization is planned. The results show that if reliability base design optimization method with to the uncertainty caused by tolerances to be done for energy harvesting systems, power output requirement and also ensure the proper functioning significantly increased when compared with the stochastic optimization. In this study, a piezoelectric vibration energy harvester designed to replace the battery supply for actuators and sensors in the unmanned aircraft with respect to predetermined power requirement. In this case, the vibration source is the aircraft engine vibrations.