تخميد الاهتزازات للعتبة الكابولية الذكية مع المخمن المنزلق الشكل باستخدام اثنين من المواد الكهروضغطية

Al-Khawarizmi Engineering Journal

article

Shibly A. AL-Samarraie¹  Mohsin N. Hamzah²  Imad A. Abdulsahib² 

[1] Department of Control and Systems Engineering, University of Technology;Department of Mechanical Engineering, University of Technology

关键词: Smart materials;    Active vibration;    Piezoelectric;    Sliding mode observer;    Model ‎reduction;    LQR controller;   

DOI  :  10.22153/kej.2017.08.005

学科分类：社会科学、人文和艺术（综合）

来源: Association of Metallurgical Engineers of Serbia

【 摘 要 】

يقدم هذا البحث تصميما لمسيطر إخماد الاهتزاز في عارضة ناتئة باستخدام اثنين من المواد الكهروضغطية. تم لصق المواد الكهروضغطية على سطح العارضة لتعمل مشغلا ميكانيكيا (actuator) ومتحسسا. هناك مصدران من ‏عدم الاستقرار في العتبة، وهما تأثير تداعيات المخمن وتأثير تداعيات السيطرة غير المباشرة، حيث تم اخذ هذين المصدرين بنظر الاعتبار في التصميم الحالي لنظام السيطرة على أساس انموذج مخفض ‏من النظام الأصلي. لتصميم نظام تحكم والذي من شأنه تخفيف الاهتزاز، تم استخدام طريقة (Balance realization) لاختيار انموذج مخفًض حيث يكون هذا النموذج أكثر قابلية على السيطرة والتخمين. تم اختيار ثلاثة متغيرات للنموذج المخفض عن النظام الأصلي. ان نظام المخمن المنزلق، والذي يستند على المسيطر المكافئ، يهدف إلى تقدير ستة متغيرات حيث إن الخطأ في التخميد محدد كما تم إثباته. باستخدام تخمين المتغيرات عن طريق المخمن المنزلق، تم تصميم وحدة تحكم LQR الأمثل من شأنها أن تخفف من اهتزاز العتبة الذكية وباستخدام العنصر الكهروضغطي. وللتغلب على مشكلة تأثير السيطرة غير المباشرة، تم اشتقاق شرط تحقيق الاستقرارية والذي يضمن استقرار المسيطر للتصميم المقترح والذي سيقلل الاهتزاز في العتبة. باستخدام المحاكاة العددية تم اختبار قدرة نظام السيطرة المقترح لتقليل الاهتزاز وتخميده. كما تم ازاحة طرف العتبة 15 مم، حيت وجد بان المشغل الميكانيكي للمادة الكهروضغطية قادر على تقليل الازاحة إلى حوالي 0.1 ملم بعد 4 ثانية، في حين أن قيمتها 1.5 ملم في الحالة الحرة. اظهرت النتائج العملية على العتبة الذكية الأداء المتميز لقانون السيطرة والمسيطر منزلق الشكل المقترح.

【 授权许可】

CC BY