نگار پژوه

کنترلر PID بهینه جهت میرایی ارتعاشی تیر هوشمند تیموشنکو در بازه های مختلف

امروزه اهمیت حذف ارتعاشات سازه ­های مهندسی باعث شده­است که علم طراحی کاربردی با وسعت چشمگیری روبرو شود. نقش حذف ارتعاشات در مواد و مصالح با صرف انرژی و هزینه کمتر موضوعی است که در دهه اخیر به عنوان چالشی در مهندسی مکانیک مورد بحث و تحلیل قرار گرفته ­است. هدف، حذف ارتعاشات یا کاهش دامنه ارتعاشی در حداقل زمان می­باشد. در این مقاله از الگوریتم بهینه ­سازی ازدحام ذرات چندهدفه ، مکان پیزوالکتریک­ ها برای تسریع هرچه بهتر میرایی دامنه ارتعاشات استفاده می­ شود. حرکت­های ارتعاشی سازه توسط حسگرهای پیزو حس ­شده و عملیات کنترلی بر مبنای آن انجام می­شود و در نهایت برای میرا­نمودن، سیگنال کنترلی لازم به عملگرها ارسال خواهدشد. نتیجه این حرکت، میراشدن ارتعاشات سازه می­ باشد. سازه مورد بررسی در این پژوهش، تیر تیموشنکو با شرط مرزی یکسرگیردار، به بررسی ارتعاشی عرضی تیر تحت اثر بارخارجی اعم از نیروی عرضی و گشتاور خمشی قرار می­گیرد. این بار خارجی تابعی از زمان بصورت پالس، ایمپالس، پله و سینوسی می­باشد. در اینجا برای کنترل سازه از کنترلر PID استفاده شده­است. در این کنترلر ضرایب مجهول  Kp، Kd، Ki با استفاده از الگوریتم  ازدحام ذرات چندهدفه، در اثر جستجوی در طول تیر محاسبه ­شده و به تعیین نقطه یا نقاطی بهینه از تیر جهت قرارگیری عملگر و حسگر پیزوالکتریک به ترتیب در بالا و پایین تیر برای میرا نمودن سازه در کمترین زمان ممکن منجر می­شود.

توضیحات

نرم افزار: MATLAB

زمان انجام پروژه:  پاییز 93

مدت انجام پروژه: 3 ماه

سطح پروژه: آکادمیک