بهينه سازي مكاني حسگر/عملگر پيزوالكتريك بر پانل ساندويچي با اعمال اثرات ناپيوستگي

Optimal Placement of Piezoelectric Sensor/Actuator Patches on Sandwich Panels Considering Debonding Effects

اين مقاله با استفاده از رويكرد نُرم هاي H2 و ∞H به جانمايي بهينه وصله هاي پيزوالكتريك بر روي پانل ساندويچي يك فضاپيماي نمونه پرداخته است. برخلاف ساير روش هاي بهينه سازي موجود، رويكرد پيش رو نه تنها نُرم مودهاي كنترل شده سيستم را افزايش مي دهد، بلكه مي تواند با در نظر گرفتن مودهاي باقي مانده و كاهش نُرم هاي H2 و ∞H، مشكلات اسپيل اُور شدن سيستم را كاهش دهد. رفتار ارتعاشات باقي مانده سيسستم با در نظر گرفتن مدل سازه ساندويچي به جاي استفاده از سازه هاي رايج و با استفاده از روش اجزاء محدود مدلسازي شده است. به منظور نمايش اثر جانمايي بهينه وصله هاي هوشمند پيزوالكتريك، رفتار ارتعاشي حلقه بسته سيستم با استفاده از كنترلر پسخوراند نرخ كرنش كنترل شده است. به منظور مدلسازي واقعي‌تر رفتار سازه، اثرات ناپيوستگي ميان هسته و رويه ها در مدلسازي ها در نظر گرفته شده است.

This paper aims to use H2 and H∞ norms to optimally place sensor/actuator patches on a flexible structure. Unlike most existing optimization methods, the proposed approach not only increases the norms of the controlled modes of the system but also it can reduce the system's spillover problems by taking into account the residual modes and reducing systems H2 and H∞ norms. The residual vibration of the system is captured considering sandwich structures and the finite element analysis. In order to show the optimal placement effect of piezoelectric patches, the vibrational behavior of the closed-loop system is controlled using strain rate feedback controller. Numerical simulation is performed to study the debonding effects between the sandwich layers.