‫ّؾتویي‬‫ّوايؼ‬‫زاًؾجَيی‬،‫ايزاى‬ ‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ ISMESTU2014
‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ ُ‫زاًؾىس‬‫زا‬ ،ًُ‫ؾگا‬‫گیالى‬،،‫رؽت‬‫ايزاى‬،15‫تا‬17‫هْز‬1393
1
ISMESTU2014-XXXX
‫چکیذه‬
ِ‫پیَعت‬ ‫عیغتن‬ ‫يه‬ ‫ول‬ ‫تغَر‬‫هسل‬ ‫يه‬ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ی‬‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬
ِ‫اٍلی‬ ٍ ‫هزسی‬ ‫ؽزايظ‬ ٍ ُ‫عاس‬ ِ‫ٌّسع‬‫آى‬ ‫وارتزز‬ ٍ‫هرتلف‬ ‫فٌايغ‬ ‫زر‬
‫اػن‬‫عاسی‬ ٍ‫ذَزر‬ ‫اس‬,... ٍ ‫َّافضا‬‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬‫يه‬ ‫.ارتؼاػ‬
‫واّؼ‬ ‫جْت‬ ‫زر‬ ‫هرزب‬ ‫ػاهل‬ ‫يه‬ ‫تؼٌَاى‬ ‫تَاى‬ ‫هی‬ ‫ول‬ ‫تغَر‬ ُ‫عاس‬
ُ‫عاس‬ ‫ػوز‬‫زرًظزگزفت‬‫را‬ ‫هٌْسعیي‬ ‫اذیز‬ ِّ‫ز‬ ‫چٌس‬ ‫زر‬ ‫زلیل‬ ‫ّویي‬ ِ‫ت‬
‫تحلیل‬ ٍ ِ‫تجشي‬ ِ‫و‬ ‫زاؽت‬ ‫آى‬ ‫تز‬‫ی‬‫رٍی‬ ‫تز‬‫ّا‬ ‫عیغتن‬‫هسل‬ ‫ی‬ُ‫ؽس‬
‫ز‬‫تاؽٌس‬ ِ‫اؽت‬,‫زر‬ ‫تیؾتزی‬ ‫ػوز‬ ٍ ‫اعویٌاى‬ ‫ضزية‬ ‫تا‬ ‫عیغتن‬ ِ‫تغَريى‬
‫ًاسن‬ ‫تیز‬ ‫يه‬ ِ‫ت‬ ِ‫و‬ ُ‫ؽس‬ ‫عؼی‬ ‫پضٍّؼ‬ ‫ايي‬ ‫ؽَز.زر‬ ِ‫گزفت‬ ‫ذسهت‬
‫عزگیززار‬ ‫يه‬ِ‫و‬‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫رٍػ‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫تحلیل‬ ‫هَرز‬
‫اعت‬ ِ‫گزفت‬ ‫لزار‬‫را‬ٍ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ٍ ‫حغگز‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬
َ‫الگ‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ‫رٍػ‬ ‫اًجام‬ ٍ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫ر‬‫وٌتزل‬ ِ‫ت‬ ‫صًتیه‬ ‫يتن‬
‫عیغتن‬ ‫ايي‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫فؼال‬‫ياتس‬ ِ‫ذاتو‬.
‫کلیذی‬ ‫های‬ ‫واشه‬
‫ارتؼاؽات‬ ‫فؼال‬ ‫وٌتزل‬-‫گیززار‬ ‫عز‬ ‫يه‬ َ‫توَؽٌى‬ ‫تیز‬-‫وٌتزلز‬‫فاسی‬-
‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬
‫مقذمه‬
‫ارتؼاؽاتی‬ ‫فؼال‬ ‫وٌتزل‬ِ‫ت‬ ‫ّا‬ ُ‫عاس‬ ‫زر‬ ‫اّویت‬ ‫حائش‬ ِ‫هغال‬ ‫يه‬ ‫تؼٌَاى‬
‫َّؽوٌس‬ ‫ايی‬ ُ‫عاس‬ ِ‫ت‬ ُ‫عاس‬ ‫يه‬ ‫ؽسى‬ ‫تثسيل‬ ‫ٍتاػث‬ ‫آيس‬ ‫هی‬ ‫حغاب‬
‫هی‬ ‫زر‬ ‫ذارجی‬ ‫اغتؾاؽات‬ ‫تزاتز‬ ‫زر‬ ‫وٌتزل‬ ِ‫ت‬ ‫ٍاتَهات‬ ‫ذَزوار‬ ‫تغَر‬ ِ‫و‬
ٍ ‫اعت‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫پاعد‬ ‫واّؼ‬ ‫ّسف‬ ‫ارتؼاؽات‬ ‫وٌتزل‬ ‫آيس.زر‬‫زر‬
‫پايساری‬ ‫زر‬ ‫تغشايی‬ ‫تاثیز‬ ‫هَالغ‬ ‫اس‬ ‫تغیاری‬‫ذَاّس‬ ‫عیغتن‬ ‫ػولىزز‬ ٍ
‫عیغتن‬ ‫ؽاهل‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫فؼال‬ ‫ؽس.وٌتزل‬ُ‫زاز‬ ‫ًوايؼ‬ ‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ‫زر‬ ِ‫و‬
‫اعت‬ ُ‫ؽس‬
.
‫تْثَز‬ ‫تزای‬ ‫فزاٍاًی‬ ‫ًظزی‬ ٍ ‫ػولی‬ ‫تحمیمات‬ ‫اذیز‬ ِّ‫ز‬ ‫چٌس‬ ‫زر‬
‫اعت‬ ِ‫پذيزفت‬ ‫فَرت‬ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽاتی‬ ‫وٌتزل‬Fanson
[1]Caughyg‫تا‬ ٍ ‫تجزتی‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ُ‫ّوزا‬ ِ‫ت‬ ‫تیز‬ ‫يه‬
.‫ًوَز‬ ‫عزاحی‬ ‫هثثت‬ ‫فیسته‬ ‫هىاى‬ ُ‫اعتفاز‬Hwangٍ[2]Park
‫ار‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫هسل‬‫ا‬‫ًوَز‬ ِ‫ئ‬‫ًس‬Balas‫فیسته‬
ِ‫ارائ‬ ‫پذيزرا‬ ‫اًؼغاف‬ ‫ّای‬ ُ‫عاس‬ ‫وٌتزلی‬.‫ًوَز‬Choi‫تا‬ ‫ٍّوىاراى‬
ُ‫عاس‬ ‫هیزايی‬ ‫زر‬ ‫عؼی‬ ‫الىتزيه‬ ٍ‫پیش‬ ‫ّای‬ ِ‫تى‬ ‫تَسيغ‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬
‫پززاذت‬ ‫َّؽوٌس‬ِ‫ٌسو‬‫َّافضا‬ ‫زر‬ ‫فزاٍاًی‬ ‫وارتززّای‬,‫وٌتزل‬
‫ًَيش‬,‫پذيز‬ ‫اًؼغاف‬ ‫ّای‬ ‫رتات‬ ٍ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫عٌجی‬ ‫عالهت‬
‫زارز‬.Bandyopadhyo & Manjunath‫حغگز‬ ‫تزای‬ ‫را‬ ‫هىاى‬ ‫تْتزيي‬
‫تز‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ٍ‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ٌِ‫تْی‬ ‫هیزايی‬ ِ‫ت‬ ‫زعتیاتی‬ ‫ای‬-
.‫ًوَزًس‬ ‫عزاحی‬ ‫تزًَلی‬Moita[4],[3]‫ّوىاراى‬ ٍٍ ‫تغثیمی‬ ‫وٌتزل‬
‫هَرز‬ ‫را‬ ‫وٌارّن‬ ‫تقَرت‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ‫ايی‬ ِ‫الي‬ ‫چٌس‬ ‫ّای‬ ُ‫عاس‬ ‫فؼال‬
‫زاز‬ ‫لزار‬ ‫تحمیك‬[5]‫عَی‬ ‫اس‬ ‫تحمیماتی‬ ‫ّوچٌیي‬Ulrich‫اس‬ ‫ٍّوىاراى‬
‫رٍػ‬LQG‫ّا‬ ُ‫عاس‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫هیزايی‬ ‫تزای‬‫زازًس‬ ‫اًجام‬Chhabraٍ
‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ‫را‬ ‫عزگیززار‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫يه‬ ‫ارتؼاػ‬ ‫ّوىاراى‬‫ا‬‫عزيك‬ ‫س‬
ِ‫زرج‬ ٌِ‫تْی‬ ‫وٌتزل‬ ٍ ‫ّا‬ ‫لغة‬ ‫جاياتی‬ ‫رٍػ‬2(LQR)‫وززًس‬ ‫هیزا‬[6]
َ‫حغٌل‬ ‫هجتثی‬1
‫عیاٍؽی‬ ‫هقغفی‬2
‫تالزی‬ ‫احوس‬3
‫ًجفی‬ ‫فزيس‬4
1
‫گیالى‬ ُ‫هىاًیه/زاًؾگا‬ ‫هٌْسعی‬ ‫ارؽس‬ ‫وارؽٌاعی‬ ‫زاًؾجَی‬mh136798@gmail.com
2
‫گیالى‬ ُ‫هىاًیه/زاًؾگا‬ ‫هٌْسعی‬ ‫ارؽس‬ ‫وارؽٌاعی‬ ‫زاًؾجَی‬msiavashi67@gmail.com
3
‫گیالى‬ ُ‫فٌی/زاًؾگا‬ ُ‫زاًؾىس‬ ‫هىاًیه‬ ٍُ‫گز‬ ‫اعتاز‬bagheri@guilan.ac.ir
4
‫گیالى‬ ُ‫فٌی/زاًؾگا‬ ُ‫زاًؾىس‬ ‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ ٍُ‫گز‬ ‫زاًؾیار‬fnajafi@guilan.ac.ir
‫فازی‬ ‫کنترلر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سرگیردار‬ ‫یک‬ ‫تیرتیموشنکو‬ ‫ارتعاشاتی‬ ‫فعال‬ ‫کنترل‬
‫شنتیک‬ ‫الگوریتم‬ ‫و‬
ur
𝑉𝑠
Controller SensorActuator Beam
-
+ y
‫شکل‬1‫ىٌشمنذ‬ ‫سازه‬ ‫یک‬ ‫دیگرام‬ ‫:بلٌک‬
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 2
‫ساختاری‬ ‫معادالت‬
‫زر‬ ‫تا‬ ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ايی‬ ُ‫عاس‬ ‫تؼٌَاى‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬‫تٌؼ‬ ‫اثز‬ ‫گزفتي‬ ‫ًظز‬
‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫تزؽی‬-‫ّواًغَر‬ ‫اعت‬ ‫تز‬ ‫ًشزيه‬ ‫ٍالؼیت‬ ِ‫ت‬ ‫تزًَلی‬
‫ؽىل‬ ‫زر‬ ِ‫و‬(3)‫تؼس‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫تیٌین‬ ‫هی‬‫اس‬‫آى‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫ذوؾی‬
‫هاًس‬ ‫ًوی‬ ‫تالی‬ ‫ػوَز‬ ‫ذٌثی‬ ‫تار‬ ‫تز‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫افتس‬ ‫هی‬ ‫اتفاق‬.
‫وٌین‬ ‫تحلیل‬ ‫تیؾتزی‬ ‫جشئیات‬ ‫تا‬ ‫را‬ ‫تیز‬ ‫ايي‬ ‫ترَاّین‬ ‫اگز‬ ِ‫و‬‫زر‬‫ٍالغ‬
.‫هیؾَز‬ ‫تزرعی‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬
‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ‫اعاط‬ ‫تز‬ ِ‫و‬ ‫آيس‬ ‫هی‬ ‫تَجَز‬ ‫ذٌثی‬ ‫تار‬ ‫زر‬ ‫ؽیثی‬ ‫تٌاتزايي‬
‫تقَرت‬2‫پاراهتز‬ٍ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫هحغَب‬
‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ٍ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫تفاٍت‬ ‫تٌْا‬ ‫زيس‬ ‫ذَاّین‬ ِ‫ازاه‬ ‫زر‬-‫تا‬ ‫تزًَلی‬
‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫ترَاّین‬ ‫اگز‬ ‫تَز.اها‬ ‫ذَاّس‬ ‫توییش‬ ‫لاتل‬ ‫پاراهتز‬ ‫يه‬
‫عیغتن‬ ‫حزوت‬ ‫هؼازالت‬ ‫ػسزی‬ ‫تَفیف‬ ِ‫ت‬ ‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫رٍػ‬
‫ت‬‫پززاسين‬‫جاتجايی‬ ‫هیساى‬ ‫تايس‬‫وٌین‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬
:‫هیىٌین‬ ‫تؼزيف‬ ‫چٌیي‬ ‫را‬ ‫عیغتن‬ ‫تحلیلی‬ ‫هؼازالت‬
‫تٌؼ‬ ِ‫و‬‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫تزؽی‬ ٍ ‫هحَری‬‫ىٌین‬
[2,7,8,9]:
‫يه‬ ‫تزای‬ ‫را‬ ‫هجاسی‬ ‫وار‬ ٍ ‫وزًؾی‬ ‫اًزصی‬ ٍ ‫جٌثؾی‬ ‫اًزصی‬ ‫اگز‬‫اس‬ ‫الواى‬
‫رعین‬ ‫هی‬ ‫سيز‬ ِ‫هؼازل‬ ِ‫ت‬ ‫تگیزين‬ ‫ًظز‬ ‫زر‬ ‫تیز‬:
‫ؽىل‬2‫يه‬ ‫:تیز‬‫زٍراًی‬ ٍ ‫ػزضی‬ ‫تار‬ ‫تحت‬ ‫گیززار‬ ‫عز‬
‫ؽىل‬3َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫زر‬ ‫تزؽی‬ ‫تٌؼ‬ ‫:اثز‬
θβ
‫ؽىل‬4َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫:ؽیة‬
‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬x
‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬y
‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬z
𝑢 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 𝑧𝜃 𝑥, 𝑡
𝑣 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 0
𝑤 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 𝑤 𝑥, 𝑡
A
𝜕𝜎𝑥𝑧
𝜕𝑥
+ 𝑞 𝑑 = 𝜌𝐴
𝜕2
𝑤
𝜕𝑡2
EI
𝜕𝜎𝑥𝑥
𝜕𝑥
− 𝐾𝐺𝐴𝛾𝑥𝑧 + 𝑚 = 𝜌𝐼
𝜕2
𝜃
𝜕𝑡2
𝜎𝑥𝑧 = 𝐾
𝜕𝑤
𝜕𝑥
+ 𝜃
𝜎𝑥𝑥 = Ez
𝜕𝜃
𝜕𝑥
U =
1
2
𝜕𝜃
𝜕𝑥
𝜕𝑤
𝜕𝑥
+ 𝜃
𝑇
𝐿
0
𝐸𝐼 0
0 𝐾𝐴𝐺
𝜕𝜃
𝜕𝑥
𝜕𝑤
𝜕𝑥
+ 𝜃
𝑑𝑥 (4)
𝑇 =
1
2
𝜕𝑤
𝜕𝑡
𝜕𝜃
𝜕𝑡
𝑇
𝐿
0
𝜌𝐴 0
0 𝜌𝐼
𝜕𝑤
𝜕𝑡
𝜕𝜃
𝜕𝑡
𝑑𝑥
(5)
𝑊𝑒 =
𝑤
𝜃
𝑇 𝑞 𝑑
𝑚
𝑑𝑥
𝐿
0
(6)
(1)
(2)
(3)
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 3
‫وٌین‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ِ‫و‬ ‫ّاهیلتَى‬ ِ‫راتغ‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫حال‬
‫هی‬ ‫عیغتن‬ ‫زهپیٌگ‬ ٍ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ‫آٍرزى‬ ‫تسعت‬ ِ‫ت‬ ‫تالػ‬
‫پززاسين‬
‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫تزای‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫حال‬
ِ‫و‬q‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ِ‫ت‬ ِ‫تَج‬ ‫تا‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫ّای‬ ُ‫گز‬ ‫تزای‬ ‫جاتجايی‬ ‫تززار‬
‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬
‫ضزاية‬ ‫اس‬ ‫وسام‬ ‫ّز‬ ٍq‫واهال‬ ِ‫و‬ ‫ّغتٌس‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫ّای‬ ‫هاتزيظ‬
‫گیززاراًس‬ ‫عز‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫هزسی‬ ‫ؽزايظ‬ ‫تز‬ ‫هٌغثك‬[10]:‫زارين‬ ‫.تٌاتزايي‬
‫آ‬ ِ‫ت‬ ‫لثال‬ ِ‫و‬ ‫ّواًغَر‬‫ى‬‫تیز‬ ‫تا‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫توايش‬ ِ‫ٍج‬ ‫تٌْا‬ ‫ؽس‬ ُ‫اؽار‬
‫اٍيلز‬–‫اعت‬ ‫سيز‬ ‫پاراهتز‬ ‫زر‬ ‫تزًَلی‬
( ِ‫راتغ‬ ‫اس‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ‫اعترزاج‬ ِ‫ت‬ ‫حال‬12(ٍ)13‫هی‬ )
‫پززاسين‬.
‫اس‬‫ارای‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫زر‬ ُ‫گز‬ ‫ّز‬ ِ‫و‬ ‫آًجايی‬2‫حزوت‬ ‫تقَرت‬ ‫آسازی‬ ِ‫زرج‬
‫تاؽس.تٌاتزايي‬ ‫هی‬ ‫زٍراًی‬ ‫حزوت‬ ٍ)‫اًتمالی(ػزضی‬‫ؽاهل‬ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬
2‫حزوت‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ٍ ‫اًتمالی‬ ‫حزوت‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ِ‫و‬ ‫ترؼ‬
‫اعت‬ ‫زٍراًی‬.
𝛿Π = 𝛿𝑈 − 𝛿𝑇 − 𝛿𝑊𝑒
𝑡2
𝑡1
𝑑𝑡 = 0 (7)
w x, t = Nw q (8)
w′
x, t = Nθ q (9)
𝑤′′
𝑥, 𝑡 = 𝑁𝑎 𝑞 (10)
𝑤 𝑥, 𝑡 = 𝑁 𝑤 𝑞 (11)
Node 1
𝑧1
𝜃1
𝑧2
𝜃2
element
Node 2
𝑞 = 𝑧1, 𝜃1, 𝑧2, 𝜃2
𝑇
𝑁 𝑤
𝑇 =
1
1 + 𝜑
2
𝑥
𝐿
3
− 3
𝑥
𝐿
2
− 𝜑
𝑥
𝐿
+ 1 + 𝜑
1
1 + 𝜑
𝑥
𝐿
3
− 2 +
𝜑
2
𝑥
𝐿
2
− 1 +
𝜑
2
𝑥
𝐿
−1
1 + 𝜑
2
𝑥
𝐿
3
− 3
𝑥
𝐿
2
− 𝜑
𝑥
𝐿
1
1 + 𝜑
𝑥
𝐿
3
− 1 −
𝜑
2
𝑥
𝐿
2
−
𝜑
2
𝑥
𝐿
(12)
𝑁𝜃
𝑇
=
6
1 + 𝜑 𝐿
𝑥
𝐿
2
−
𝑥
𝐿
1
1 + 𝜑
3
𝑥
𝐿
2
− 4 + 𝜑
𝑥
𝐿
+ 1 + 𝜑
−6
1 + 𝜑 𝐿
𝑥
𝐿
2
−
𝑥
𝐿
1
1 + 𝜑
3
𝑥
𝐿
2
− 2 − 𝜑
𝑥
𝐿
(13)
𝑁𝑎
𝑇
=
6
1 + 𝜑 𝐿
2
𝑥
𝐿2 −
1
𝐿
1
1 + 𝜑 𝐿
6𝑥
𝐿
− 4 + 𝜑
−6
1 + 𝜑 𝐿
2
𝑥
𝐿2
−
1
𝐿
1
1 + 𝜑 𝐿
6
𝑥
𝐿2 −
2 − 𝜑
𝐿
(14)
𝜑 =
24
𝐿2
1
𝐾𝐴
1 + 𝜈 (15)
𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚
=
𝑁 𝑤
𝑁𝜃
𝑇
𝜌𝐴 0
0 𝜌𝐼 𝑦𝑦
𝑁 𝑤
𝑁𝜃
𝑑𝑥
𝐿
0
(16)
𝑀𝜌𝐴𝑀𝜌𝐼
𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚 = 𝑀𝜌𝐴 + 𝑀𝜌𝐼 (17)
𝑀 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜
= 𝑀𝜌 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝐴 + 𝑀𝜌 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝐴 (18)
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 4
( ِ‫راتغ‬ ‫اگز‬ ‫حال‬4‫عیغتن‬ ‫عرتی‬ ‫اعت‬ ‫وزًؾی‬ ‫اًزصی‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ِ‫و‬ )
.‫آٍرز‬ ‫تسعت‬ ‫را‬
‫ًْايت‬ ‫زر‬‫هجاسی‬ ‫وار‬ ِ‫راتغ‬ ‫اس‬(6)ِ‫ت‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫هاتزيظ‬ ‫تَاى‬ ‫هی‬
‫رعین‬ ‫هی‬ ِ‫ًتیج‬ ‫ايي‬ ِ‫ت‬ ِ‫و‬ ‫آٍرز‬ ‫تسعت‬ ‫را‬ ‫عیغتن‬:
‫تا‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تايس‬ ‫َّؽوٌس‬ ُ‫عاس‬ ‫يه‬ ‫تَفیف‬ ‫تزای‬ ‫حال‬ُ‫عاس‬
‫ًوَز‬ ‫تزویة‬ٍ ُُ‫ؽس‬ ‫هًَتاص‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ِ‫و‬ ‫فَرت‬ ‫تسيي‬
‫تٌاتزايي‬ ‫وٌین‬ ‫تزویة‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫تاهاتزيظ‬ ‫را‬ ‫تیز‬
‫زارين‬:
‫ضزاية‬ ِ‫و‬ٍ‫تاؽس‬ ‫هی‬ ‫ياتی‬ ‫زعت‬ ‫لاتل‬ ‫ريلی‬ ‫رٍػ‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬.
‫الکترومکانیکی‬ ‫مذل‬‫پیسوالکتریک‬
(‫ؽىل‬ ‫ّواًٌس‬ ‫را‬ ‫عزگیززار‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫يه‬2‫اجشا‬ ‫هفاّین‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫را‬ )
ُ‫گز‬ ‫تؼساز‬ ‫چمسر‬ ‫ّز‬ ‫وٌین‬ ‫هی‬ ‫تمغین‬ ‫ّايی‬ ِ‫ؽثى‬ ‫يا‬ ‫ّا‬ ُ‫گز‬ ِ‫ت‬ ‫هحسٍز‬
‫تز‬ ‫زلیك‬ ٍ ‫تیؾتز‬ ‫عزاحی‬ ‫آًالیش‬ ٍ ‫هحاعثات‬ ‫حجن‬ ‫تاؽس‬ ‫تیؾتز‬ ‫ّا‬
.‫تَز‬ ‫ذَاّس‬(‫ؽىل‬ ‫تیز‬ ‫ًوَز.حال‬ ‫فزف‬ ‫تايس‬ ‫تیؾتزی‬ ‫سهاى‬ ‫ٍلی‬2‫را‬ )
‫ؽ‬ ‫ّواًٌس‬(‫ىل‬5‫حغگز‬ ٍ ‫ػولگز‬ ‫اعت‬ ‫لزار‬ ُ‫گیزين.آًگا‬ ‫هی‬ ‫ًظز‬ ‫زر‬ )
‫ّای‬ ‫الواى‬ ‫اس‬ ‫يىی‬ ‫رٍی‬ ‫تیز‬ ‫پايیي‬ ٍ ‫تاال‬ ‫زر‬ ‫تزتیة‬ ِ‫ت‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬
‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ّای‬ ِ‫تى‬ ‫واری‬ ‫زّین.هىاًیشم‬ ‫لزار‬ ‫تیز‬ ُ‫ؽس‬ ‫تمغین‬‫تسيي‬
ِ‫و‬ ‫الواًی‬ ‫ّز‬ ‫زٍراًی‬ ٍ ‫ػزضی‬ ‫جاتجايی‬ ٍ ‫ارتؼاػ‬ ‫تا‬ ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫فَرت‬
‫رٍی‬ ‫پیشٍالىزيه‬ ‫حغگز‬‫تلَن‬ ُ‫ٍّواًٌس‬ ُ‫ًوَز‬ ‫حظ‬ ‫را‬ ‫اعت‬ ‫ًقة‬ ‫آى‬
‫زياگزام‬‫ؽىل‬(1)(ِ‫ٍراتغ‬24)‫وٌس‬ ‫هی‬ ‫تثسيل‬ ‫جزياى‬ ِ‫ت‬ ‫را‬ ‫آى‬
‫پاراهتز‬ ‫ضزب‬ ‫تا‬ ‫جزياى‬ ُ‫آًگا‬‫الىتزيىی‬ ‫هماٍهت‬ ‫تیاًگز‬ ‫ضزية‬ ‫ايي‬ ِ‫و‬
‫ٍلتاصزر‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬ ‫آى‬ ‫اعت‬ ‫وٌتزلز‬ ِ‫ت‬ ‫حغگز‬ ‫اس‬ ‫عیگٌال‬ ‫هغیز‬ ‫عَل‬ ‫زر‬
.‫آٍرز‬ ‫هی‬
‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ُ‫زاز‬ ‫ًوايؼ‬ ‫زياگزام‬ ‫تلَن‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫ّواًغَر‬‫تا‬
‫هی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫ٍارز‬ ‫ذغا‬ ‫تقَرت‬ ٍ ُ‫ؽس‬ ‫جثزی‬ ‫جوغ‬ ‫هزجغ‬ ‫ٍرٍزی‬
‫تْتزي‬ ‫عزاحی‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ‫تحمیك‬ ‫ايي‬ ‫زر‬ ‫ترؼ‬ ‫هْوتزيي‬ ‫ؽَز.اها‬‫ي‬ُ‫تْز‬
‫عزاحی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫ايٌجا‬ ‫زر‬ ِ‫تاؽسو‬ ‫هی‬ ‫وٌتزلز‬
‫ٍحال‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫وٌتزلز‬ ُ‫تْز‬ ٍ
‫تْتز‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫اس‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ِ‫ت‬ ‫ٍلتاص‬ ‫جٌظ‬ ‫اس‬ ‫را‬ ‫زعتَر‬ ‫يي‬
ِ‫راتغ‬ ‫عزيك‬)(‫ذتن‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫هیزايی‬ ِ‫ت‬ ‫تا‬ ُ‫ًوَز‬ ‫اػوال‬ ‫تیز‬ ‫تز‬
‫ؽَز‬.‫اػوال‬ ‫تیز‬ ‫تز‬ ‫تايس‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫وٌتزلی‬ ‫ًیزٍی‬
‫وٌس‬‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬:
‫مذل‬‫حالت‬ ‫فضای‬
‫تا‬ ‫ًیَتي‬ ‫زٍم‬ ‫لاًَى‬ ‫اس‬ ِ‫پیَعت‬ ‫ّای‬ ‫عیغتن‬ ‫زيٌاهیه‬ ‫تَفیف‬ ‫زر‬
‫آؽٌايی‬ ‫ًام‬ ِ‫راتغ‬(28)ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ايي‬ ِ‫تَج‬ ‫لاتل‬ ِ‫هیؾَين.ًىت‬ ِ‫هَاج‬
‫يىغاى‬ ِ‫هزتث‬ ‫تا‬ ‫هزتغ‬ ‫هاتزيظ‬ ‫تیاًگز‬ ِ‫هؼازل‬ ‫ايي‬ ‫زر‬ ‫ضزاية‬ ‫اس‬ ‫ّزوسام‬
‫زهپیٌگ‬ ٍ ‫جزم‬ ٍ ‫عفتی‬ ‫ّای‬ ‫هاتزيظ‬ ‫ّواى‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ٍ ‫تاؽٌس‬ ‫هی‬
‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ُ‫عاس‬ ُ‫ؽس‬ ‫تزویة‬‫ا‬‫عت‬.
𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑚
=
𝜕
𝜕𝑥
𝑁𝜃
𝑁𝜃 +
𝜕
𝜕𝑥
𝑁 𝑤
𝑇
𝐸𝐼 0
0 𝐾𝐺𝐴
𝜕
𝜕
𝑁𝜃
𝑁𝜃 +
𝜕
𝜕
𝑁 𝑤
𝑑𝑥
𝐿
0
(19)
𝐹 =
𝑁 𝑤
𝑁𝜃
𝑇
𝑞 𝑑
𝑚
𝑑𝑥
𝐿
0
(20)
𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚
+ 𝑀 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜
(21)
𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑚
+ 𝐾 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 (22)
𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 = 𝐸 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝑑31 𝑏𝑧 𝑁𝜃
𝑇
𝑑𝑥
𝑙 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜
0 (27)
𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝛼 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 + 𝛽 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
(23)
Controller1 2 3 4
Sensor
Actuator
𝑖 𝑡 = 𝑧𝑒31 𝑏 𝑁𝑎
𝑇
𝑙 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜
0
𝑑𝑥𝑞 (24)
𝑉𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑡 = 𝐺𝑐 𝑖 𝑡 (25)
𝑉𝒂𝒄𝒕𝒖𝒂𝒕𝒐𝒓 𝑡 = 𝐾𝑐 𝑉𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑡 (26)
‫ؽىل‬5‫ا‬ ‫:هسل‬‫ل‬‫َّؽوٌس‬ ‫تیز‬ ‫ىتزٍهىاًیىی‬
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 5
‫ّواى‬ ِ‫و‬ ‫ولی‬ ‫تحزيه‬ ‫ًیزٍی‬ ‫اها‬‫زٍترؼ‬ ‫اس‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ‫اعت‬
‫اػوال‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫عَی‬ ‫اس‬ ‫تحزيه‬ ‫ًیزٍی‬ ‫يه‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫تؾىیل‬
‫اعت‬ ‫ًیزٍی‬ ‫زيگزی‬ ٍ ‫ؽَز‬ ‫هی‬‫و‬‫عَی‬ ‫اس‬ ُِ‫عاس‬ ‫يا‬ ‫تیز‬ ‫تز‬ ‫ػولگز‬
‫تَاًین‬ ‫هی‬ ‫ؽَزپظ‬ ‫جلَگیزی‬ ِ‫ًاذَاعت‬ ‫جاتجايی‬ ‫اس‬ ِ‫و‬ ‫هیؾَز‬ ‫اػوال‬
:‫وٌین‬ ‫تیاى‬ ‫چٌیي‬
‫تزای‬ ‫ّا‬ ‫رٍػ‬ ‫اس‬ ‫يىی‬‫آ‬‫تَفیف‬ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عزاحی‬ ٍ ‫ًالیش‬
‫زيٌاهیىی‬ ِ‫هؼازل‬ ‫اگز‬ ‫تاؽس.حال‬ ‫هی‬ ‫عیغتن‬ ‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬
‫تٌاتزايي‬ ‫وٌین‬ ‫تیاى‬ ‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬ ‫عیغتن()را‬‫زارين‬
ِ‫و‬xٍ ‫حالت‬ ‫هتغیز‬y‫فضای‬ ‫ؽَز.رٍػ‬ ‫هی‬ ‫هحغَب‬ ‫عیغتن‬ ‫ذزٍجی‬
ِ‫هزتث‬ ‫زيٌاهیىی‬ ِ‫هؼازل‬ ِ‫و‬ ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تیاى‬ ‫چٌیي‬ ‫حالت‬nِ‫رات‬nِ‫هؼازله‬
‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬ ‫عیغتن‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬ ‫توام‬ ٍ ‫وٌس‬ ‫هی‬ ‫تثسيل‬ ‫اٍل‬
.‫اعت‬ ِ‫پذيزفت‬ ‫اًجام‬
:‫نتایج‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬
‫هؾرقات‬ ِ‫تَج‬ ‫تا‬ ‫گیززار‬ ‫عز‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬ ‫تزای‬‫سيهز‬ ‫فیشيىی‬
‫اعت‬ ِ‫گزفت‬ ‫فَرت‬.‫ايٌجها‬ ‫زر‬ ‫ّها‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫هتٌَع‬ ‫اًَاع‬ ِ‫ت‬ ِ‫تاتَج‬
‫فیشيىی‬ ‫هؾرقات‬ ِ‫ت‬PZT-5H.‫وٌین‬ ‫هی‬ ُ‫اؽار‬
‫اتتسا‬ ‫زر‬‫ايي‬ ‫عاسی‬ ‫ًزهال‬ ‫تا‬ ‫عپظ‬ ٍ ‫هؾرـ‬ ‫عزاحی‬ ‫هتغیزّای‬ ‫حسٍز‬
‫وٌتزل‬ ‫حسٍز‬.‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عزاحی‬ ‫فاسی‬ ُ‫وٌٌس‬‫اس‬ ‫فاسی‬ ‫اعتٌتاج‬ ‫هَتَر‬
ُ‫وزز‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫ٍرٍزی‬ ‫تؼٌَاى‬ ‫آى‬ ‫اٍل‬ ‫هؾتك‬ ٍ ‫تؼمیة‬ ‫ذغای‬ ‫عیگٌال‬
‫هی‬ ِ‫هحاعث‬ ‫هوساًی‬ ‫رٍػ‬ ‫تز‬ ‫هثتٌی‬ ‫را‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫همسار‬ ٍ.‫ًوايس‬
‫اذتق‬ ‫تا‬ ُ‫ؽس‬ ‫عزاحی‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫اؿ‬7‫عیگٌال‬ ِ‫ت‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬
،‫ذغا‬7ٍ ‫ذغا‬ ‫اٍل‬ ‫هؾتك‬ ِ‫ت‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬49ِ‫ت‬ ‫هٌجز‬ ‫وٌتزلی‬ ‫لاًَى‬
‫تقوین‬‫تا‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫هَرز‬ ‫زر‬ ‫گیزی‬7‫هی‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬.‫گززز‬‫زر‬
ُ‫ؽس‬ ُ‫زاز‬ ‫ًؾاى‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬ ٍ ‫لَاًیي‬ ‫جسٍل‬ ،‫ػضَيت‬ ‫تَاتغ‬ ِ‫ازاه‬
‫اعت‬.
‫پاراهتزّا‬ ‫همسار‬
‫پیسوالکتریک‬ ‫طول‬ 0.125m
‫پهنا‬ 0.024m
‫ضخامت‬ 0.5mm
‫یانگ‬ ‫مذول‬ 68GPa
‫دانسیته‬ 7700kg/m3
‫کرنشی‬ ‫ثابت‬ 125 10 12
m/V
‫تنشی‬ ‫ثابت‬ 10 5 10 13Vm/N
‫پاراهتزّا‬ ‫همسار‬
‫تیر‬ ‫طٌل‬L 0.5 m
‫پينا‬b 0.024 m
‫یانگ‬ ‫مذًل‬ 193.096 GPa
‫دانسیتو‬ 8030 kg/m3
‫دمپینگ‬ ‫ثٌابت‬ 0.001,0.0001
‫ضخامت‬ 1 mm
𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑓𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑙 + 𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 (29)
𝐴 =
0 𝐼
−𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
1
𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 −𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
1
𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
𝐶 = 0 i t (33)
‫جسٍل‬1‫تیز‬ ‫فیشيىی‬ ‫:هؾرقات‬
‫جسٍل‬2‫پیشٍالىتزيه‬ ‫فیشيىی‬ ‫:هؾرقات‬
‫ؽىل‬5:ُ‫ؽس‬ ‫ًزهال‬ ‫هَلؼیت‬ ‫ذغای‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬
‫شکل‬6:‫شذه‬ ‫نرمال‬ ‫خطای‬ ‫مشتق‬ ‫عضٌیت‬ ‫تابع‬
𝑥 = 𝐴𝑥 𝑡 + 𝐵𝑢 𝑡 + 𝐸𝑟 𝑡
𝑦 = 𝐶𝑥 𝑡 + 𝐷𝑢 𝑡
(30)
𝐵 =
0
𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
1
𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙
(32)
𝐷 =0 (34)
𝐸 =
0
𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒
1
𝑓𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑙
(35)
𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 + 𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 + 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 = 𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
(28)
(31)
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 6
.
‫پاراهتزّای‬ ‫گزفتي‬ ‫هتغیز‬ ‫تا‬a،bًc‫ذغای‬ ٍ ‫هثلثی‬ ‫تَاتغ‬ ‫زر‬
‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ٍ ‫عیغتن‬ ‫ّسف‬ ‫تاتغ‬ ‫ػٌَاى‬ ِ‫ت‬ ‫هَلؼیت‬
.‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ِ‫پززاذت‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ِ‫ت‬ ِ‫ّسف‬ ‫ته‬
: ‫هرتلف‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬
‫ػالئن‬ ‫فْزعت‬
‫ؽىل‬7:ُ‫ؽس‬ ‫ًزهال‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬
‫ؽىل‬8:‫فاسی‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬
‫ؽىل‬9:‫ٍاحس‬ ِ‫پل‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬
‫ؽىل‬11:‫عیغتن‬ ‫پاعد‬‫هزتؼی‬ ‫پالظ‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬
‫ؽىل‬10:‫عیٌَعی‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬
‫جدول‬
‫فازی‬ ‫قوانین‬
‫خطا‬ ‫مشتق‬
NVL NL NS Z PS PL PVL
‫خطا‬
NVL NVL NVL NVL NL NL NS Z
NL NVL NVL NL NL NS Z PS
NS NVL NL NL NS Z PS PL
Z NVL NL NS Z PS PL PVL
PS NL NS Z PS PL PL PVL
PL NS Z PS PL PL PVL PVL
PVL Z PS PL PL PVL PVL PVL
‫جسٍل‬3:‫وٌتزلی‬ ‫لَاًیي‬
‫تیز‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬
‫پیشٍالىتزيه‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬
‫عیغتن‬ ‫هاتزيظ‬
‫ٍرٍرزی‬ ‫هاتزيظ‬
‫هاتزيظ‬‫ذزٍجی‬
‫اًتمال‬ ‫هاتزيظ‬
‫اغتؾاػ‬ ‫تا‬ ُ‫ّوزا‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫هاتزيظ‬
‫تزؽی‬ ‫هسٍل‬
‫عیگٌالی‬ ُ‫تْز‬
‫تزؽی‬ ‫ضزية‬
‫وٌتزلز‬ ُ‫تْز‬
‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫گؾتاٍر‬y
𝑨 𝒃
𝑨 𝒑
A
B
C
D
E
G
𝑮 𝒄
K
Kc
𝑚
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 7
:‫هزاجغ‬
[1]J.L.Fanson,T.K.Caughey,1990”positive position
feedback control for structures”AIAA
J.,Vol.18,no-4,pp-717-723.
[2]W.Hwang,H.C.Park,1993”finite element
modeling of piezoelectric sensor and
actuators”,AIAA J.Vol.31,no-5,pp-930-937.
[3]T.C.Manjunath,B.B.Yopadhyay,2004”vibration
control of a smart flexible cantilever beam using
periodic output feedback”,Asian journal of
control,Vol.6.no.1,pp.74-87,Mar.
[4]T.C.Manjunath,B.Band.
Jopadhyay,2002,”vibration control of a smart
flexible cantilever beam using periodic output
feedback control technique”,Proc.Fourth Asian
Control Conference ASCC-2002,paper
no.1679,pp-1302-1307,Sept.25-27.
[5]Moit ,J.S.M.Coreia,I.F.P,Soares,C.M.M.,Soares
C.A.M.2004”Active control of adaptive laminated
structures with bonded piezoelectric sensors and
actuators” Computers &
structures.Vol.82,pp.1349-1358.
[6]D.Chhabra,P.Chandna,G.Bhushan.2011”design
and analysis of smart structures for active control
using piezo-crystals”.International journal of
engineering and Technology,vol.1,no.3,December.
[7]J.B.Kosmataka,Z.Friedman,1993”An Improve
two node Timoshenko beam finite
element”,computers and structures,47)3(-473-481.
[8]H.A.bramovich,Livshits,1994”Free vibration of
non-symmetric cross-ply laminated composite
beams,journal of sound and vibration 176(5)-597-
612.
[9]K.Juli.2004”Modeling & Control of smart
cantilever beams”M.Tech,Dissertion
Report,systems & control engineering
department,IIT Bombay Mumbai,India.
[10]T.C.Manjunath,B.Bandyopadhyay.2009,”vibra
tion control of Timeshenko smart structure using
multirate ouput feedback based discrete sliding
mode control for SISO systems”journal sound and
vibration 326-50-74.
‫ؽتاب‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬
‫ػزضی‬ ‫جاتجايی‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬
‫ايی‬ ِ‫ساٍي‬ ‫جاتحايی‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬
‫جاتجايی‬ ‫تززار‬
‫وزًؾی‬ ‫ًزخ‬
‫راعتای‬ ‫زر‬ ٍ‫ًیز‬z
‫سهاى‬
‫وٌتزلی‬ ‫ٍرٍزی‬
‫پَآعَى‬ ‫ضزية‬
‫عیغتن‬ ‫ذزٍجی‬
‫تزؽی‬ ‫عفتی‬ ِ‫ت‬ ‫ذوؼ‬ ‫عفتی‬ ‫ًغثت‬
𝑵 𝒂
𝑵 𝒘
𝑵 𝜽
𝒒
𝒒 𝒅
t
u
𝝊
y(t)
𝝋
𝑞
15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 8

کنترل فعال ارتعاشاتی تیر تیموشنکو یک سر گیردار با استفاده از فازی و الگوریتم ژنتیک

  • 1.
    ‫ّؾتویي‬‫ّوايؼ‬‫زاًؾجَيی‬،‫ايزاى‬ ‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ISMESTU2014 ‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ ُ‫زاًؾىس‬‫زا‬ ،ًُ‫ؾگا‬‫گیالى‬،،‫رؽت‬‫ايزاى‬،15‫تا‬17‫هْز‬1393 1 ISMESTU2014-XXXX ‫چکیذه‬ ِ‫پیَعت‬ ‫عیغتن‬ ‫يه‬ ‫ول‬ ‫تغَر‬‫هسل‬ ‫يه‬ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ی‬‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ِ‫اٍلی‬ ٍ ‫هزسی‬ ‫ؽزايظ‬ ٍ ُ‫عاس‬ ِ‫ٌّسع‬‫آى‬ ‫وارتزز‬ ٍ‫هرتلف‬ ‫فٌايغ‬ ‫زر‬ ‫اػن‬‫عاسی‬ ٍ‫ذَزر‬ ‫اس‬,... ٍ ‫َّافضا‬‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬‫يه‬ ‫.ارتؼاػ‬ ‫واّؼ‬ ‫جْت‬ ‫زر‬ ‫هرزب‬ ‫ػاهل‬ ‫يه‬ ‫تؼٌَاى‬ ‫تَاى‬ ‫هی‬ ‫ول‬ ‫تغَر‬ ُ‫عاس‬ ُ‫عاس‬ ‫ػوز‬‫زرًظزگزفت‬‫را‬ ‫هٌْسعیي‬ ‫اذیز‬ ِّ‫ز‬ ‫چٌس‬ ‫زر‬ ‫زلیل‬ ‫ّویي‬ ِ‫ت‬ ‫تحلیل‬ ٍ ِ‫تجشي‬ ِ‫و‬ ‫زاؽت‬ ‫آى‬ ‫تز‬‫ی‬‫رٍی‬ ‫تز‬‫ّا‬ ‫عیغتن‬‫هسل‬ ‫ی‬ُ‫ؽس‬ ‫ز‬‫تاؽٌس‬ ِ‫اؽت‬,‫زر‬ ‫تیؾتزی‬ ‫ػوز‬ ٍ ‫اعویٌاى‬ ‫ضزية‬ ‫تا‬ ‫عیغتن‬ ِ‫تغَريى‬ ‫ًاسن‬ ‫تیز‬ ‫يه‬ ِ‫ت‬ ِ‫و‬ ُ‫ؽس‬ ‫عؼی‬ ‫پضٍّؼ‬ ‫ايي‬ ‫ؽَز.زر‬ ِ‫گزفت‬ ‫ذسهت‬ ‫عزگیززار‬ ‫يه‬ِ‫و‬‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫رٍػ‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫تحلیل‬ ‫هَرز‬ ‫اعت‬ ِ‫گزفت‬ ‫لزار‬‫را‬ٍ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ٍ ‫حغگز‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ َ‫الگ‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ‫رٍػ‬ ‫اًجام‬ ٍ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫ر‬‫وٌتزل‬ ِ‫ت‬ ‫صًتیه‬ ‫يتن‬ ‫عیغتن‬ ‫ايي‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫فؼال‬‫ياتس‬ ِ‫ذاتو‬. ‫کلیذی‬ ‫های‬ ‫واشه‬ ‫ارتؼاؽات‬ ‫فؼال‬ ‫وٌتزل‬-‫گیززار‬ ‫عز‬ ‫يه‬ َ‫توَؽٌى‬ ‫تیز‬-‫وٌتزلز‬‫فاسی‬- ‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬ ‫مقذمه‬ ‫ارتؼاؽاتی‬ ‫فؼال‬ ‫وٌتزل‬ِ‫ت‬ ‫ّا‬ ُ‫عاس‬ ‫زر‬ ‫اّویت‬ ‫حائش‬ ِ‫هغال‬ ‫يه‬ ‫تؼٌَاى‬ ‫َّؽوٌس‬ ‫ايی‬ ُ‫عاس‬ ِ‫ت‬ ُ‫عاس‬ ‫يه‬ ‫ؽسى‬ ‫تثسيل‬ ‫ٍتاػث‬ ‫آيس‬ ‫هی‬ ‫حغاب‬ ‫هی‬ ‫زر‬ ‫ذارجی‬ ‫اغتؾاؽات‬ ‫تزاتز‬ ‫زر‬ ‫وٌتزل‬ ِ‫ت‬ ‫ٍاتَهات‬ ‫ذَزوار‬ ‫تغَر‬ ِ‫و‬ ٍ ‫اعت‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫پاعد‬ ‫واّؼ‬ ‫ّسف‬ ‫ارتؼاؽات‬ ‫وٌتزل‬ ‫آيس.زر‬‫زر‬ ‫پايساری‬ ‫زر‬ ‫تغشايی‬ ‫تاثیز‬ ‫هَالغ‬ ‫اس‬ ‫تغیاری‬‫ذَاّس‬ ‫عیغتن‬ ‫ػولىزز‬ ٍ ‫عیغتن‬ ‫ؽاهل‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫فؼال‬ ‫ؽس.وٌتزل‬ُ‫زاز‬ ‫ًوايؼ‬ ‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ . ‫تْثَز‬ ‫تزای‬ ‫فزاٍاًی‬ ‫ًظزی‬ ٍ ‫ػولی‬ ‫تحمیمات‬ ‫اذیز‬ ِّ‫ز‬ ‫چٌس‬ ‫زر‬ ‫اعت‬ ِ‫پذيزفت‬ ‫فَرت‬ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽاتی‬ ‫وٌتزل‬Fanson [1]Caughyg‫تا‬ ٍ ‫تجزتی‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ُ‫ّوزا‬ ِ‫ت‬ ‫تیز‬ ‫يه‬ .‫ًوَز‬ ‫عزاحی‬ ‫هثثت‬ ‫فیسته‬ ‫هىاى‬ ُ‫اعتفاز‬Hwangٍ[2]Park ‫ار‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫هسل‬‫ا‬‫ًوَز‬ ِ‫ئ‬‫ًس‬Balas‫فیسته‬ ِ‫ارائ‬ ‫پذيزرا‬ ‫اًؼغاف‬ ‫ّای‬ ُ‫عاس‬ ‫وٌتزلی‬.‫ًوَز‬Choi‫تا‬ ‫ٍّوىاراى‬ ُ‫عاس‬ ‫هیزايی‬ ‫زر‬ ‫عؼی‬ ‫الىتزيه‬ ٍ‫پیش‬ ‫ّای‬ ِ‫تى‬ ‫تَسيغ‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫پززاذت‬ ‫َّؽوٌس‬ِ‫ٌسو‬‫َّافضا‬ ‫زر‬ ‫فزاٍاًی‬ ‫وارتززّای‬,‫وٌتزل‬ ‫ًَيش‬,‫پذيز‬ ‫اًؼغاف‬ ‫ّای‬ ‫رتات‬ ٍ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫عٌجی‬ ‫عالهت‬ ‫زارز‬.Bandyopadhyo & Manjunath‫حغگز‬ ‫تزای‬ ‫را‬ ‫هىاى‬ ‫تْتزيي‬ ‫تز‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ٍ‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ٌِ‫تْی‬ ‫هیزايی‬ ِ‫ت‬ ‫زعتیاتی‬ ‫ای‬- .‫ًوَزًس‬ ‫عزاحی‬ ‫تزًَلی‬Moita[4],[3]‫ّوىاراى‬ ٍٍ ‫تغثیمی‬ ‫وٌتزل‬ ‫هَرز‬ ‫را‬ ‫وٌارّن‬ ‫تقَرت‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ‫ايی‬ ِ‫الي‬ ‫چٌس‬ ‫ّای‬ ُ‫عاس‬ ‫فؼال‬ ‫زاز‬ ‫لزار‬ ‫تحمیك‬[5]‫عَی‬ ‫اس‬ ‫تحمیماتی‬ ‫ّوچٌیي‬Ulrich‫اس‬ ‫ٍّوىاراى‬ ‫رٍػ‬LQG‫ّا‬ ُ‫عاس‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫هیزايی‬ ‫تزای‬‫زازًس‬ ‫اًجام‬Chhabraٍ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ‫را‬ ‫عزگیززار‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫يه‬ ‫ارتؼاػ‬ ‫ّوىاراى‬‫ا‬‫عزيك‬ ‫س‬ ِ‫زرج‬ ٌِ‫تْی‬ ‫وٌتزل‬ ٍ ‫ّا‬ ‫لغة‬ ‫جاياتی‬ ‫رٍػ‬2(LQR)‫وززًس‬ ‫هیزا‬[6] َ‫حغٌل‬ ‫هجتثی‬1 ‫عیاٍؽی‬ ‫هقغفی‬2 ‫تالزی‬ ‫احوس‬3 ‫ًجفی‬ ‫فزيس‬4 1 ‫گیالى‬ ُ‫هىاًیه/زاًؾگا‬ ‫هٌْسعی‬ ‫ارؽس‬ ‫وارؽٌاعی‬ ‫زاًؾجَی‬mh136798@gmail.com 2 ‫گیالى‬ ُ‫هىاًیه/زاًؾگا‬ ‫هٌْسعی‬ ‫ارؽس‬ ‫وارؽٌاعی‬ ‫زاًؾجَی‬msiavashi67@gmail.com 3 ‫گیالى‬ ُ‫فٌی/زاًؾگا‬ ُ‫زاًؾىس‬ ‫هىاًیه‬ ٍُ‫گز‬ ‫اعتاز‬bagheri@guilan.ac.ir 4 ‫گیالى‬ ُ‫فٌی/زاًؾگا‬ ُ‫زاًؾىس‬ ‫هىاًیه‬ ‫هٌْسعی‬ ٍُ‫گز‬ ‫زاًؾیار‬fnajafi@guilan.ac.ir ‫فازی‬ ‫کنترلر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سرگیردار‬ ‫یک‬ ‫تیرتیموشنکو‬ ‫ارتعاشاتی‬ ‫فعال‬ ‫کنترل‬ ‫شنتیک‬ ‫الگوریتم‬ ‫و‬ ur 𝑉𝑠 Controller SensorActuator Beam - + y ‫شکل‬1‫ىٌشمنذ‬ ‫سازه‬ ‫یک‬ ‫دیگرام‬ ‫:بلٌک‬
  • 2.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 2 ‫ساختاری‬ ‫معادالت‬ ‫زر‬‫تا‬ ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ايی‬ ُ‫عاس‬ ‫تؼٌَاى‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬‫تٌؼ‬ ‫اثز‬ ‫گزفتي‬ ‫ًظز‬ ‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫تزؽی‬-‫ّواًغَر‬ ‫اعت‬ ‫تز‬ ‫ًشزيه‬ ‫ٍالؼیت‬ ِ‫ت‬ ‫تزًَلی‬ ‫ؽىل‬ ‫زر‬ ِ‫و‬(3)‫تؼس‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫تیٌین‬ ‫هی‬‫اس‬‫آى‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫ذوؾی‬ ‫هاًس‬ ‫ًوی‬ ‫تالی‬ ‫ػوَز‬ ‫ذٌثی‬ ‫تار‬ ‫تز‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫افتس‬ ‫هی‬ ‫اتفاق‬. ‫وٌین‬ ‫تحلیل‬ ‫تیؾتزی‬ ‫جشئیات‬ ‫تا‬ ‫را‬ ‫تیز‬ ‫ايي‬ ‫ترَاّین‬ ‫اگز‬ ِ‫و‬‫زر‬‫ٍالغ‬ .‫هیؾَز‬ ‫تزرعی‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ‫اعاط‬ ‫تز‬ ِ‫و‬ ‫آيس‬ ‫هی‬ ‫تَجَز‬ ‫ذٌثی‬ ‫تار‬ ‫زر‬ ‫ؽیثی‬ ‫تٌاتزايي‬ ‫تقَرت‬2‫پاراهتز‬ٍ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫هحغَب‬ ‫اٍيلز‬ ‫تیز‬ ٍ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫تفاٍت‬ ‫تٌْا‬ ‫زيس‬ ‫ذَاّین‬ ِ‫ازاه‬ ‫زر‬-‫تا‬ ‫تزًَلی‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫ترَاّین‬ ‫اگز‬ ‫تَز.اها‬ ‫ذَاّس‬ ‫توییش‬ ‫لاتل‬ ‫پاراهتز‬ ‫يه‬ ‫عیغتن‬ ‫حزوت‬ ‫هؼازالت‬ ‫ػسزی‬ ‫تَفیف‬ ِ‫ت‬ ‫هحسٍز‬ ‫اجشا‬ ‫رٍػ‬ ‫ت‬‫پززاسين‬‫جاتجايی‬ ‫هیساى‬ ‫تايس‬‫وٌین‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬ :‫هیىٌین‬ ‫تؼزيف‬ ‫چٌیي‬ ‫را‬ ‫عیغتن‬ ‫تحلیلی‬ ‫هؼازالت‬ ‫تٌؼ‬ ِ‫و‬‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫تزؽی‬ ٍ ‫هحَری‬‫ىٌین‬ [2,7,8,9]: ‫يه‬ ‫تزای‬ ‫را‬ ‫هجاسی‬ ‫وار‬ ٍ ‫وزًؾی‬ ‫اًزصی‬ ٍ ‫جٌثؾی‬ ‫اًزصی‬ ‫اگز‬‫اس‬ ‫الواى‬ ‫رعین‬ ‫هی‬ ‫سيز‬ ِ‫هؼازل‬ ِ‫ت‬ ‫تگیزين‬ ‫ًظز‬ ‫زر‬ ‫تیز‬: ‫ؽىل‬2‫يه‬ ‫:تیز‬‫زٍراًی‬ ٍ ‫ػزضی‬ ‫تار‬ ‫تحت‬ ‫گیززار‬ ‫عز‬ ‫ؽىل‬3َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫زر‬ ‫تزؽی‬ ‫تٌؼ‬ ‫:اثز‬ θβ ‫ؽىل‬4َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫زر‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ِ‫ففح‬ ‫:ؽیة‬ ‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬x ‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬y ‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫جاتجايی‬z 𝑢 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 𝑧𝜃 𝑥, 𝑡 𝑣 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 0 𝑤 𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡 = 𝑤 𝑥, 𝑡 A 𝜕𝜎𝑥𝑧 𝜕𝑥 + 𝑞 𝑑 = 𝜌𝐴 𝜕2 𝑤 𝜕𝑡2 EI 𝜕𝜎𝑥𝑥 𝜕𝑥 − 𝐾𝐺𝐴𝛾𝑥𝑧 + 𝑚 = 𝜌𝐼 𝜕2 𝜃 𝜕𝑡2 𝜎𝑥𝑧 = 𝐾 𝜕𝑤 𝜕𝑥 + 𝜃 𝜎𝑥𝑥 = Ez 𝜕𝜃 𝜕𝑥 U = 1 2 𝜕𝜃 𝜕𝑥 𝜕𝑤 𝜕𝑥 + 𝜃 𝑇 𝐿 0 𝐸𝐼 0 0 𝐾𝐴𝐺 𝜕𝜃 𝜕𝑥 𝜕𝑤 𝜕𝑥 + 𝜃 𝑑𝑥 (4) 𝑇 = 1 2 𝜕𝑤 𝜕𝑡 𝜕𝜃 𝜕𝑡 𝑇 𝐿 0 𝜌𝐴 0 0 𝜌𝐼 𝜕𝑤 𝜕𝑡 𝜕𝜃 𝜕𝑡 𝑑𝑥 (5) 𝑊𝑒 = 𝑤 𝜃 𝑇 𝑞 𝑑 𝑚 𝑑𝑥 𝐿 0 (6) (1) (2) (3)
  • 3.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 3 ‫وٌین‬ ‫هی‬‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ِ‫و‬ ‫ّاهیلتَى‬ ِ‫راتغ‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫حال‬ ‫هی‬ ‫عیغتن‬ ‫زهپیٌگ‬ ٍ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ‫آٍرزى‬ ‫تسعت‬ ِ‫ت‬ ‫تالػ‬ ‫پززاسين‬ ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫تزای‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫حال‬ ِ‫و‬q‫سيز‬ ‫ؽىل‬ ِ‫ت‬ ِ‫تَج‬ ‫تا‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫ّای‬ ُ‫گز‬ ‫تزای‬ ‫جاتجايی‬ ‫تززار‬ ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫ضزاية‬ ‫اس‬ ‫وسام‬ ‫ّز‬ ٍq‫واهال‬ ِ‫و‬ ‫ّغتٌس‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫ّای‬ ‫هاتزيظ‬ ‫گیززاراًس‬ ‫عز‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫هزسی‬ ‫ؽزايظ‬ ‫تز‬ ‫هٌغثك‬[10]:‫زارين‬ ‫.تٌاتزايي‬ ‫آ‬ ِ‫ت‬ ‫لثال‬ ِ‫و‬ ‫ّواًغَر‬‫ى‬‫تیز‬ ‫تا‬ َ‫تیوَؽٌى‬ ‫تیز‬ ‫توايش‬ ِ‫ٍج‬ ‫تٌْا‬ ‫ؽس‬ ُ‫اؽار‬ ‫اٍيلز‬–‫اعت‬ ‫سيز‬ ‫پاراهتز‬ ‫زر‬ ‫تزًَلی‬ ( ِ‫راتغ‬ ‫اس‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ‫اعترزاج‬ ِ‫ت‬ ‫حال‬12(ٍ)13‫هی‬ ) ‫پززاسين‬. ‫اس‬‫ارای‬ ‫الواى‬ ‫يه‬ ‫زر‬ ُ‫گز‬ ‫ّز‬ ِ‫و‬ ‫آًجايی‬2‫حزوت‬ ‫تقَرت‬ ‫آسازی‬ ِ‫زرج‬ ‫تاؽس.تٌاتزايي‬ ‫هی‬ ‫زٍراًی‬ ‫حزوت‬ ٍ)‫اًتمالی(ػزضی‬‫ؽاهل‬ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ 2‫حزوت‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ٍ ‫اًتمالی‬ ‫حزوت‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ِ‫و‬ ‫ترؼ‬ ‫اعت‬ ‫زٍراًی‬. 𝛿Π = 𝛿𝑈 − 𝛿𝑇 − 𝛿𝑊𝑒 𝑡2 𝑡1 𝑑𝑡 = 0 (7) w x, t = Nw q (8) w′ x, t = Nθ q (9) 𝑤′′ 𝑥, 𝑡 = 𝑁𝑎 𝑞 (10) 𝑤 𝑥, 𝑡 = 𝑁 𝑤 𝑞 (11) Node 1 𝑧1 𝜃1 𝑧2 𝜃2 element Node 2 𝑞 = 𝑧1, 𝜃1, 𝑧2, 𝜃2 𝑇 𝑁 𝑤 𝑇 = 1 1 + 𝜑 2 𝑥 𝐿 3 − 3 𝑥 𝐿 2 − 𝜑 𝑥 𝐿 + 1 + 𝜑 1 1 + 𝜑 𝑥 𝐿 3 − 2 + 𝜑 2 𝑥 𝐿 2 − 1 + 𝜑 2 𝑥 𝐿 −1 1 + 𝜑 2 𝑥 𝐿 3 − 3 𝑥 𝐿 2 − 𝜑 𝑥 𝐿 1 1 + 𝜑 𝑥 𝐿 3 − 1 − 𝜑 2 𝑥 𝐿 2 − 𝜑 2 𝑥 𝐿 (12) 𝑁𝜃 𝑇 = 6 1 + 𝜑 𝐿 𝑥 𝐿 2 − 𝑥 𝐿 1 1 + 𝜑 3 𝑥 𝐿 2 − 4 + 𝜑 𝑥 𝐿 + 1 + 𝜑 −6 1 + 𝜑 𝐿 𝑥 𝐿 2 − 𝑥 𝐿 1 1 + 𝜑 3 𝑥 𝐿 2 − 2 − 𝜑 𝑥 𝐿 (13) 𝑁𝑎 𝑇 = 6 1 + 𝜑 𝐿 2 𝑥 𝐿2 − 1 𝐿 1 1 + 𝜑 𝐿 6𝑥 𝐿 − 4 + 𝜑 −6 1 + 𝜑 𝐿 2 𝑥 𝐿2 − 1 𝐿 1 1 + 𝜑 𝐿 6 𝑥 𝐿2 − 2 − 𝜑 𝐿 (14) 𝜑 = 24 𝐿2 1 𝐾𝐴 1 + 𝜈 (15) 𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚 = 𝑁 𝑤 𝑁𝜃 𝑇 𝜌𝐴 0 0 𝜌𝐼 𝑦𝑦 𝑁 𝑤 𝑁𝜃 𝑑𝑥 𝐿 0 (16) 𝑀𝜌𝐴𝑀𝜌𝐼 𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚 = 𝑀𝜌𝐴 + 𝑀𝜌𝐼 (17) 𝑀 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 = 𝑀𝜌 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝐴 + 𝑀𝜌 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝐴 (18)
  • 4.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 4 ( ِ‫راتغ‬‫اگز‬ ‫حال‬4‫عیغتن‬ ‫عرتی‬ ‫اعت‬ ‫وزًؾی‬ ‫اًزصی‬ ِ‫ت‬ ‫هزتَط‬ ِ‫و‬ ) .‫آٍرز‬ ‫تسعت‬ ‫را‬ ‫ًْايت‬ ‫زر‬‫هجاسی‬ ‫وار‬ ِ‫راتغ‬ ‫اس‬(6)ِ‫ت‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫هاتزيظ‬ ‫تَاى‬ ‫هی‬ ‫رعین‬ ‫هی‬ ِ‫ًتیج‬ ‫ايي‬ ِ‫ت‬ ِ‫و‬ ‫آٍرز‬ ‫تسعت‬ ‫را‬ ‫عیغتن‬: ‫تا‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تايس‬ ‫َّؽوٌس‬ ُ‫عاس‬ ‫يه‬ ‫تَفیف‬ ‫تزای‬ ‫حال‬ُ‫عاس‬ ‫ًوَز‬ ‫تزویة‬ٍ ُُ‫ؽس‬ ‫هًَتاص‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫هاتزيظ‬ ِ‫و‬ ‫فَرت‬ ‫تسيي‬ ‫تٌاتزايي‬ ‫وٌین‬ ‫تزویة‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫عفتی‬ ٍ ‫جزم‬ ‫تاهاتزيظ‬ ‫را‬ ‫تیز‬ ‫زارين‬: ‫ضزاية‬ ِ‫و‬ٍ‫تاؽس‬ ‫هی‬ ‫ياتی‬ ‫زعت‬ ‫لاتل‬ ‫ريلی‬ ‫رٍػ‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬. ‫الکترومکانیکی‬ ‫مذل‬‫پیسوالکتریک‬ (‫ؽىل‬ ‫ّواًٌس‬ ‫را‬ ‫عزگیززار‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫يه‬2‫اجشا‬ ‫هفاّین‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫را‬ ) ُ‫گز‬ ‫تؼساز‬ ‫چمسر‬ ‫ّز‬ ‫وٌین‬ ‫هی‬ ‫تمغین‬ ‫ّايی‬ ِ‫ؽثى‬ ‫يا‬ ‫ّا‬ ُ‫گز‬ ِ‫ت‬ ‫هحسٍز‬ ‫تز‬ ‫زلیك‬ ٍ ‫تیؾتز‬ ‫عزاحی‬ ‫آًالیش‬ ٍ ‫هحاعثات‬ ‫حجن‬ ‫تاؽس‬ ‫تیؾتز‬ ‫ّا‬ .‫تَز‬ ‫ذَاّس‬(‫ؽىل‬ ‫تیز‬ ‫ًوَز.حال‬ ‫فزف‬ ‫تايس‬ ‫تیؾتزی‬ ‫سهاى‬ ‫ٍلی‬2‫را‬ ) ‫ؽ‬ ‫ّواًٌس‬(‫ىل‬5‫حغگز‬ ٍ ‫ػولگز‬ ‫اعت‬ ‫لزار‬ ُ‫گیزين.آًگا‬ ‫هی‬ ‫ًظز‬ ‫زر‬ ) ‫ّای‬ ‫الواى‬ ‫اس‬ ‫يىی‬ ‫رٍی‬ ‫تیز‬ ‫پايیي‬ ٍ ‫تاال‬ ‫زر‬ ‫تزتیة‬ ِ‫ت‬ ‫را‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ّای‬ ِ‫تى‬ ‫واری‬ ‫زّین.هىاًیشم‬ ‫لزار‬ ‫تیز‬ ُ‫ؽس‬ ‫تمغین‬‫تسيي‬ ِ‫و‬ ‫الواًی‬ ‫ّز‬ ‫زٍراًی‬ ٍ ‫ػزضی‬ ‫جاتجايی‬ ٍ ‫ارتؼاػ‬ ‫تا‬ ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫فَرت‬ ‫رٍی‬ ‫پیشٍالىزيه‬ ‫حغگز‬‫تلَن‬ ُ‫ٍّواًٌس‬ ُ‫ًوَز‬ ‫حظ‬ ‫را‬ ‫اعت‬ ‫ًقة‬ ‫آى‬ ‫زياگزام‬‫ؽىل‬(1)(ِ‫ٍراتغ‬24)‫وٌس‬ ‫هی‬ ‫تثسيل‬ ‫جزياى‬ ِ‫ت‬ ‫را‬ ‫آى‬ ‫پاراهتز‬ ‫ضزب‬ ‫تا‬ ‫جزياى‬ ُ‫آًگا‬‫الىتزيىی‬ ‫هماٍهت‬ ‫تیاًگز‬ ‫ضزية‬ ‫ايي‬ ِ‫و‬ ‫ٍلتاصزر‬ ‫تقَرت‬ ‫را‬ ‫آى‬ ‫اعت‬ ‫وٌتزلز‬ ِ‫ت‬ ‫حغگز‬ ‫اس‬ ‫عیگٌال‬ ‫هغیز‬ ‫عَل‬ ‫زر‬ .‫آٍرز‬ ‫هی‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ُ‫زاز‬ ‫ًوايؼ‬ ‫زياگزام‬ ‫تلَن‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫ّواًغَر‬‫تا‬ ‫هی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫ٍارز‬ ‫ذغا‬ ‫تقَرت‬ ٍ ُ‫ؽس‬ ‫جثزی‬ ‫جوغ‬ ‫هزجغ‬ ‫ٍرٍزی‬ ‫تْتزي‬ ‫عزاحی‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ‫تحمیك‬ ‫ايي‬ ‫زر‬ ‫ترؼ‬ ‫هْوتزيي‬ ‫ؽَز.اها‬‫ي‬ُ‫تْز‬ ‫عزاحی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫تا‬ ‫ايٌجا‬ ‫زر‬ ِ‫تاؽسو‬ ‫هی‬ ‫وٌتزلز‬ ‫ٍحال‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬ ‫عزيك‬ ‫اس‬ ‫وٌتزلز‬ ُ‫تْز‬ ٍ ‫تْتز‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫اس‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ِ‫ت‬ ‫ٍلتاص‬ ‫جٌظ‬ ‫اس‬ ‫را‬ ‫زعتَر‬ ‫يي‬ ِ‫راتغ‬ ‫عزيك‬)(‫ذتن‬ ‫عیغتن‬ ‫ارتؼاؽی‬ ‫هیزايی‬ ِ‫ت‬ ‫تا‬ ُ‫ًوَز‬ ‫اػوال‬ ‫تیز‬ ‫تز‬ ‫ؽَز‬.‫اػوال‬ ‫تیز‬ ‫تز‬ ‫تايس‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫ػولگز‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ِ‫و‬ ‫وٌتزلی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫وٌس‬‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تؼزيف‬ ‫سيز‬ ‫تقَرت‬: ‫مذل‬‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تا‬ ‫ًیَتي‬ ‫زٍم‬ ‫لاًَى‬ ‫اس‬ ِ‫پیَعت‬ ‫ّای‬ ‫عیغتن‬ ‫زيٌاهیه‬ ‫تَفیف‬ ‫زر‬ ‫آؽٌايی‬ ‫ًام‬ ِ‫راتغ‬(28)ِ‫و‬ ‫اعت‬ ‫ايي‬ ِ‫تَج‬ ‫لاتل‬ ِ‫هیؾَين.ًىت‬ ِ‫هَاج‬ ‫يىغاى‬ ِ‫هزتث‬ ‫تا‬ ‫هزتغ‬ ‫هاتزيظ‬ ‫تیاًگز‬ ِ‫هؼازل‬ ‫ايي‬ ‫زر‬ ‫ضزاية‬ ‫اس‬ ‫ّزوسام‬ ‫زهپیٌگ‬ ٍ ‫جزم‬ ٍ ‫عفتی‬ ‫ّای‬ ‫هاتزيظ‬ ‫ّواى‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ٍ ‫تاؽٌس‬ ‫هی‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫تا‬ ُ‫عاس‬ ُ‫ؽس‬ ‫تزویة‬‫ا‬‫عت‬. 𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑚 = 𝜕 𝜕𝑥 𝑁𝜃 𝑁𝜃 + 𝜕 𝜕𝑥 𝑁 𝑤 𝑇 𝐸𝐼 0 0 𝐾𝐺𝐴 𝜕 𝜕 𝑁𝜃 𝑁𝜃 + 𝜕 𝜕 𝑁 𝑤 𝑑𝑥 𝐿 0 (19) 𝐹 = 𝑁 𝑤 𝑁𝜃 𝑇 𝑞 𝑑 𝑚 𝑑𝑥 𝐿 0 (20) 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝑀 𝑏𝑒𝑎𝑚 + 𝑀 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 (21) 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝐾 𝑏𝑒𝑎𝑚 + 𝐾 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 (22) 𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 = 𝐸 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 𝑑31 𝑏𝑧 𝑁𝜃 𝑇 𝑑𝑥 𝑙 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 0 (27) 𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 = 𝛼 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 + 𝛽 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 (23) Controller1 2 3 4 Sensor Actuator 𝑖 𝑡 = 𝑧𝑒31 𝑏 𝑁𝑎 𝑇 𝑙 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑜 0 𝑑𝑥𝑞 (24) 𝑉𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑡 = 𝐺𝑐 𝑖 𝑡 (25) 𝑉𝒂𝒄𝒕𝒖𝒂𝒕𝒐𝒓 𝑡 = 𝐾𝑐 𝑉𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑡 (26) ‫ؽىل‬5‫ا‬ ‫:هسل‬‫ل‬‫َّؽوٌس‬ ‫تیز‬ ‫ىتزٍهىاًیىی‬
  • 5.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 5 ‫ّواى‬ ِ‫و‬‫ولی‬ ‫تحزيه‬ ‫ًیزٍی‬ ‫اها‬‫زٍترؼ‬ ‫اس‬ ‫ٍالغ‬ ‫زر‬ ‫اعت‬ ‫اػوال‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫عَی‬ ‫اس‬ ‫تحزيه‬ ‫ًیزٍی‬ ‫يه‬ ‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫تؾىیل‬ ‫اعت‬ ‫ًیزٍی‬ ‫زيگزی‬ ٍ ‫ؽَز‬ ‫هی‬‫و‬‫عَی‬ ‫اس‬ ُِ‫عاس‬ ‫يا‬ ‫تیز‬ ‫تز‬ ‫ػولگز‬ ‫تَاًین‬ ‫هی‬ ‫ؽَزپظ‬ ‫جلَگیزی‬ ِ‫ًاذَاعت‬ ‫جاتجايی‬ ‫اس‬ ِ‫و‬ ‫هیؾَز‬ ‫اػوال‬ :‫وٌین‬ ‫تیاى‬ ‫چٌیي‬ ‫تزای‬ ‫ّا‬ ‫رٍػ‬ ‫اس‬ ‫يىی‬‫آ‬‫تَفیف‬ ‫ّا‬ ‫عیغتن‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عزاحی‬ ٍ ‫ًالیش‬ ‫زيٌاهیىی‬ ِ‫هؼازل‬ ‫اگز‬ ‫تاؽس.حال‬ ‫هی‬ ‫عیغتن‬ ‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬ ‫تٌاتزايي‬ ‫وٌین‬ ‫تیاى‬ ‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬ ‫عیغتن()را‬‫زارين‬ ِ‫و‬xٍ ‫حالت‬ ‫هتغیز‬y‫فضای‬ ‫ؽَز.رٍػ‬ ‫هی‬ ‫هحغَب‬ ‫عیغتن‬ ‫ذزٍجی‬ ِ‫هزتث‬ ‫زيٌاهیىی‬ ِ‫هؼازل‬ ِ‫و‬ ‫ؽَز‬ ‫هی‬ ‫تیاى‬ ‫چٌیي‬ ‫حالت‬nِ‫رات‬nِ‫هؼازله‬ ‫حالت‬ ‫فضای‬ ‫تزاعاط‬ ‫عیغتن‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬ ‫توام‬ ٍ ‫وٌس‬ ‫هی‬ ‫تثسيل‬ ‫اٍل‬ .‫اعت‬ ِ‫پذيزفت‬ ‫اًجام‬ :‫نتایج‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫هؾرقات‬ ِ‫تَج‬ ‫تا‬ ‫گیززار‬ ‫عز‬ ‫يه‬ ‫تیز‬ ‫عاسی‬ ِ‫ؽثی‬ ‫تزای‬‫سيهز‬ ‫فیشيىی‬ ‫اعت‬ ِ‫گزفت‬ ‫فَرت‬.‫ايٌجها‬ ‫زر‬ ‫ّها‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫هتٌَع‬ ‫اًَاع‬ ِ‫ت‬ ِ‫تاتَج‬ ‫فیشيىی‬ ‫هؾرقات‬ ِ‫ت‬PZT-5H.‫وٌین‬ ‫هی‬ ُ‫اؽار‬ ‫اتتسا‬ ‫زر‬‫ايي‬ ‫عاسی‬ ‫ًزهال‬ ‫تا‬ ‫عپظ‬ ٍ ‫هؾرـ‬ ‫عزاحی‬ ‫هتغیزّای‬ ‫حسٍز‬ ‫وٌتزل‬ ‫حسٍز‬.‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ‫عزاحی‬ ‫فاسی‬ ُ‫وٌٌس‬‫اس‬ ‫فاسی‬ ‫اعتٌتاج‬ ‫هَتَر‬ ُ‫وزز‬ ُ‫اعتفاز‬ ‫ٍرٍزی‬ ‫تؼٌَاى‬ ‫آى‬ ‫اٍل‬ ‫هؾتك‬ ٍ ‫تؼمیة‬ ‫ذغای‬ ‫عیگٌال‬ ‫هی‬ ِ‫هحاعث‬ ‫هوساًی‬ ‫رٍػ‬ ‫تز‬ ‫هثتٌی‬ ‫را‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫همسار‬ ٍ.‫ًوايس‬ ‫اذتق‬ ‫تا‬ ُ‫ؽس‬ ‫عزاحی‬ ‫فاسی‬ ‫وٌتزلز‬‫اؿ‬7‫عیگٌال‬ ِ‫ت‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬ ،‫ذغا‬7ٍ ‫ذغا‬ ‫اٍل‬ ‫هؾتك‬ ِ‫ت‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬49ِ‫ت‬ ‫هٌجز‬ ‫وٌتزلی‬ ‫لاًَى‬ ‫تقوین‬‫تا‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫هَرز‬ ‫زر‬ ‫گیزی‬7‫هی‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬.‫گززز‬‫زر‬ ُ‫ؽس‬ ُ‫زاز‬ ‫ًؾاى‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬ ٍ ‫لَاًیي‬ ‫جسٍل‬ ،‫ػضَيت‬ ‫تَاتغ‬ ِ‫ازاه‬ ‫اعت‬. ‫پاراهتزّا‬ ‫همسار‬ ‫پیسوالکتریک‬ ‫طول‬ 0.125m ‫پهنا‬ 0.024m ‫ضخامت‬ 0.5mm ‫یانگ‬ ‫مذول‬ 68GPa ‫دانسیته‬ 7700kg/m3 ‫کرنشی‬ ‫ثابت‬ 125 10 12 m/V ‫تنشی‬ ‫ثابت‬ 10 5 10 13Vm/N ‫پاراهتزّا‬ ‫همسار‬ ‫تیر‬ ‫طٌل‬L 0.5 m ‫پينا‬b 0.024 m ‫یانگ‬ ‫مذًل‬ 193.096 GPa ‫دانسیتو‬ 8030 kg/m3 ‫دمپینگ‬ ‫ثٌابت‬ 0.001,0.0001 ‫ضخامت‬ 1 mm 𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑓𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑙 + 𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 (29) 𝐴 = 0 𝐼 −𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 1 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 −𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 1 𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝐶 = 0 i t (33) ‫جسٍل‬1‫تیز‬ ‫فیشيىی‬ ‫:هؾرقات‬ ‫جسٍل‬2‫پیشٍالىتزيه‬ ‫فیشيىی‬ ‫:هؾرقات‬ ‫ؽىل‬5:ُ‫ؽس‬ ‫ًزهال‬ ‫هَلؼیت‬ ‫ذغای‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬ ‫شکل‬6:‫شذه‬ ‫نرمال‬ ‫خطای‬ ‫مشتق‬ ‫عضٌیت‬ ‫تابع‬ 𝑥 = 𝐴𝑥 𝑡 + 𝐵𝑢 𝑡 + 𝐸𝑟 𝑡 𝑦 = 𝐶𝑥 𝑡 + 𝐷𝑢 𝑡 (30) 𝐵 = 0 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 1 𝑓𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 (32) 𝐷 =0 (34) 𝐸 = 0 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 1 𝑓𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑙 (35) 𝑀𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 + 𝐶𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 + 𝐾𝑠𝑚𝑎𝑟𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑞 = 𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (28) (31)
  • 6.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 6 . ‫پاراهتزّای‬ ‫گزفتي‬‫هتغیز‬ ‫تا‬a،bًc‫ذغای‬ ٍ ‫هثلثی‬ ‫تَاتغ‬ ‫زر‬ ‫صًتیه‬ ‫الگَريتن‬ ‫اس‬ ُ‫اعتفاز‬ ٍ ‫عیغتن‬ ‫ّسف‬ ‫تاتغ‬ ‫ػٌَاى‬ ِ‫ت‬ ‫هَلؼیت‬ .‫اعت‬ ُ‫ؽس‬ ِ‫پززاذت‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬ ‫عاسی‬ ٌِ‫تْی‬ ِ‫ت‬ ِ‫ّسف‬ ‫ته‬ : ‫هرتلف‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬ ‫ػالئن‬ ‫فْزعت‬ ‫ؽىل‬7:ُ‫ؽس‬ ‫ًزهال‬ ‫وٌتزلی‬ ‫فزهاى‬ ‫ػضَيت‬ ‫تاتغ‬ ‫ؽىل‬8:‫فاسی‬ ‫وٌتزلی‬ ‫عغح‬ ‫ؽىل‬9:‫ٍاحس‬ ِ‫پل‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬ ‫ؽىل‬11:‫عیغتن‬ ‫پاعد‬‫هزتؼی‬ ‫پالظ‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫ؽىل‬10:‫عیٌَعی‬ ‫اغتؾاؽات‬ ِ‫ت‬ ‫ًغثت‬ ‫عیغتن‬ ‫پاعد‬ ‫جدول‬ ‫فازی‬ ‫قوانین‬ ‫خطا‬ ‫مشتق‬ NVL NL NS Z PS PL PVL ‫خطا‬ NVL NVL NVL NVL NL NL NS Z NL NVL NVL NL NL NS Z PS NS NVL NL NL NS Z PS PL Z NVL NL NS Z PS PL PVL PS NL NS Z PS PL PL PVL PL NS Z PS PL PL PVL PVL PVL Z PS PL PL PVL PVL PVL ‫جسٍل‬3:‫وٌتزلی‬ ‫لَاًیي‬ ‫تیز‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ‫پیشٍالىتزيه‬ ‫همغغ‬ ‫عغح‬ ‫عیغتن‬ ‫هاتزيظ‬ ‫ٍرٍرزی‬ ‫هاتزيظ‬ ‫هاتزيظ‬‫ذزٍجی‬ ‫اًتمال‬ ‫هاتزيظ‬ ‫اغتؾاػ‬ ‫تا‬ ُ‫ّوزا‬ ‫ذارجی‬ ‫ًیزٍی‬ ‫هاتزيظ‬ ‫تزؽی‬ ‫هسٍل‬ ‫عیگٌالی‬ ُ‫تْز‬ ‫تزؽی‬ ‫ضزية‬ ‫وٌتزلز‬ ُ‫تْز‬ ‫راعتای‬ ‫زر‬ ‫گؾتاٍر‬y 𝑨 𝒃 𝑨 𝒑 A B C D E G 𝑮 𝒄 K Kc 𝑚
  • 7.
    15-17‫هْز‬1393،ISMESTU2014 7 :‫هزاجغ‬ [1]J.L.Fanson,T.K.Caughey,1990”positive position feedbackcontrol for structures”AIAA J.,Vol.18,no-4,pp-717-723. [2]W.Hwang,H.C.Park,1993”finite element modeling of piezoelectric sensor and actuators”,AIAA J.Vol.31,no-5,pp-930-937. [3]T.C.Manjunath,B.B.Yopadhyay,2004”vibration control of a smart flexible cantilever beam using periodic output feedback”,Asian journal of control,Vol.6.no.1,pp.74-87,Mar. [4]T.C.Manjunath,B.Band. Jopadhyay,2002,”vibration control of a smart flexible cantilever beam using periodic output feedback control technique”,Proc.Fourth Asian Control Conference ASCC-2002,paper no.1679,pp-1302-1307,Sept.25-27. [5]Moit ,J.S.M.Coreia,I.F.P,Soares,C.M.M.,Soares C.A.M.2004”Active control of adaptive laminated structures with bonded piezoelectric sensors and actuators” Computers & structures.Vol.82,pp.1349-1358. [6]D.Chhabra,P.Chandna,G.Bhushan.2011”design and analysis of smart structures for active control using piezo-crystals”.International journal of engineering and Technology,vol.1,no.3,December. [7]J.B.Kosmataka,Z.Friedman,1993”An Improve two node Timoshenko beam finite element”,computers and structures,47)3(-473-481. [8]H.A.bramovich,Livshits,1994”Free vibration of non-symmetric cross-ply laminated composite beams,journal of sound and vibration 176(5)-597- 612. [9]K.Juli.2004”Modeling & Control of smart cantilever beams”M.Tech,Dissertion Report,systems & control engineering department,IIT Bombay Mumbai,India. [10]T.C.Manjunath,B.Bandyopadhyay.2009,”vibra tion control of Timeshenko smart structure using multirate ouput feedback based discrete sliding mode control for SISO systems”journal sound and vibration 326-50-74. ‫ؽتاب‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫ػزضی‬ ‫جاتجايی‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫ايی‬ ِ‫ساٍي‬ ‫جاتحايی‬ ‫ؽىل‬ ‫تاتغ‬ ‫جاتجايی‬ ‫تززار‬ ‫وزًؾی‬ ‫ًزخ‬ ‫راعتای‬ ‫زر‬ ٍ‫ًیز‬z ‫سهاى‬ ‫وٌتزلی‬ ‫ٍرٍزی‬ ‫پَآعَى‬ ‫ضزية‬ ‫عیغتن‬ ‫ذزٍجی‬ ‫تزؽی‬ ‫عفتی‬ ِ‫ت‬ ‫ذوؼ‬ ‫عفتی‬ ‫ًغثت‬ 𝑵 𝒂 𝑵 𝒘 𝑵 𝜽 𝒒 𝒒 𝒅 t u 𝝊 y(t) 𝝋 𝑞
  • 8.