كنترل هوشمند تيرتيموشنكو با استفاده از الگوريتم بهينه‌سازي چندهدفه ازدحام ذرات و كنترلرPID مطابق با نگرش جايابي بهينه وصله‌هاي محرك پيزوالكتريك

Intelligent Control Smart Timoshenko Beam by Using MOPSO-PID Controller Based on Optimal Location PZT Patch Actuator Approach

امروزه اهميت حذف ارتعاشات سازه هاي مهندسي باعث شده است كه علم طراحي كاربردي با وسعت چشمگيري روبرو شود. نقش حذف ارتعاشات در مواد و مصالح با صرف انرژي و هزينه كمتر موضوعي است كه در دهه اخير به عنوان چالشي در مهندسي مكانيك مورد بحث و تحليل قرار گرفته است. هدف، حذف ارتعاشات يا كاهش دامنه ارتعاشي در حداقل زمان مي باشد. در اين مقاله از الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات چندهدفه، مكان پيزوالكتريك ها براي تسريع هرچه بهتر ميرايي دامنه ارتعاشات استفاده مي شود. حركت هاي ارتعاشي سازه توسط حسگرهاي پيزو حس شده و عمليات كنترلي بر مبناي آن انجام مي شود و در نهايت براي ميرانمودن، سيگنال كنترلي لازم به عملگرها ارسال خواهدشد. نتيجه اين حركت، ميراشدن ارتعاشات سازه مي باشد. سازه مورد بررسي در اين پژوهش، تير تيموشنكو با شرط مرزي يكسرگيردار، به بررسي ارتعاشي عرضي تير تحت اثر بارخارجي اعم از نيروي عرضي و گشتاور خمشي قرار مي گيرد. اين بار خارجي تابعي از زمان بصورت پالس، ايمپالس، پله و سينوسي مي باشد. در اينجا براي كنترل سازه از كنترلر PID استفاده شده است. در اين كنترلر ضرايب مجهول pK ، dK ، iK با استفاده از الگوريتم ازدحام ذرات چندهدفه، در اثر جستجوي در طول تير محاسبه شده و به تعيين نقطه يا نقاطي بهينه از تير جهت قرارگيري عملگر و حسگر پيزوالكتريك به ترتيب در بالا و پايين تير براي ميرا نمودن سازه در كمترين زمان ممكن منجر مي شود

The significance of vibration omission in the engineering structures has led the striking vastness for the applied designing science. The role of vibration omission in materials with emphases on energy-saving and cost reduction is such a topic that has been analyzed and discussed as a challenge in the mechanical engineering. Here, a steel structure with a certain number of piezoelectric pieces with specific dimensions is considered. The aim is to omit vibrations or reduce the vibration range at the minimum time. In this paper, the placement of piezoelectric is carried out in order better to accelerate the suppression of vibration amplitude using the MOPSO, an optimization algorithm. Piezoelectric elements are installed as sensors and actuators on the top and bottom of structures. An early rise is applied to the structure and thus it begins vibration and the amplitude of these vibrations is suppressed by the piezo actuators. Piezoelectric sensors sense the structure’s vibration motion and control operations are done based on it, and finally to suppress, a control signal is sent to the actuators. The result of this motion is the structural vibration suppression. In this thesis, the studied structure is Timoshenko beam.