کنترل ارتعاشات تیر با استفاده از پیزو الکتریک و فیدبک تاخیری

در سال های اخیر استفاده از کنترل فعال ارتعاشات توسعه فراوانی یافته است. تست های آزمایشگاهی و عملی، نشان می دهد که روش های مختلف کنترل فعال ارتعاشات در کاهش ارتعاشات سازه ها بسیار موثر می-باشد. با این حال هنوز مشکلات بسیاری در این روش ها وجود دارد. یکی از عواملی که باعث ایجاد مشکل در این روش ها می شود، وجود تأخیر در پردازش سیستم های کنترل، کارکرد سنسور ها و محرک ها و ... می باشد، که باعث اعمال نیرو های نامناسب به سازه مورد کنترل می شود. با توجه به اینکه این تأخیرها در اندازه گیری متغیرهای سیستم، محاسبات مربوط به بدست آوردن نیروی کنترلر، تولید نیرو توسط محرک و بسیاری عوامل وجود دارد، تأثیر آن بر روی عملکرد کنترلر اجتناب ناپذیر است. با دانستن زمان تأخیر موجود در سیستم و همچنین دانستن مرزهای پایداری تأخیر زمانی سیستم، می توان تأثیر نامطلوب این تأخیر زمانی را کاهش داد و سیستم کنترلی را به حالت ایده آل نزدیک تر کرد. در این پایان نامه، به کنترل تیر اولر- برنولی یکسر گیردار می پردازیم و تأثیر تأخیر زمانی برروی آن بررسی شده است. معادلات تیر را در فضای حالت نوشته و از روش های کنترلی بهینه برای کنترل آن استفاده می-شود. با مقایسه حالت های تأخیردار و بدون تأخیر، متوجه آثار تأخیر در کنترل می شویم. با دانستن مرزهای پایداری و مشخصات سیستم، می توان با درنظر گرفتن یک تأخیر محاسبه شده، آثار تأخیرهای موجود در سیستم را کاهش و یا حذف کرد؛ و کارآیی سیستم کنترلی خود را به حالت بهینه آن نزدیک تر کرد. همچنین برای مدهای دوم و بالاتر، می توان نابجایی عملگر و حسگر را با یک تأخیر زمانی، معادل کرد. با افزودن این تأخیر به تأخیر کل سیستم و با توجه به مرزهای پایداری می توان کارکرد سیستم را به حالت بهینه آن نزدیک کرد. همچنین با توجه به معادلات حاکم بر پیزوالکتریک و مدهای در حال کنترل تیر اولر- برنولی، مکان بهینه برای عملگر بدست می آید. در این پایان نامه نشان داده است که سیستم های کنترل بهینه، زمانی کارآیی موثر بر سازه را دارند که زمان تأخیر کنترل و ناهمجایی عملگر و حسگر در نظر گرفته شده باشند.