مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل فعال چندهدفه مقاوم تابش صوتی صفحه پیزوکامپوزیت مستطیلی با ضخامت دلخواه

نویسندگان
دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
کنترل فعال تابش صوت سازه‌ای از یک ورق مستطیلی پیزو-لایه‌ای با ضخامت دلخواه از طریق کنترل‌کننده مقاوم نُرم ترکیبی H_2/H_∞ مورد مطالعه قرار گرفته است. سازه مورد بحث از یک لایه میزبان به طور عرضی همسانگرد به همراه یک لایه حسگر پیزوالکتریک گسترده و یک لایه عملگر پیزوالکتریک منطبق با آن ساخته شده، در حالی که، تحت عدم قطعیت‌های فرکانس بالا و اغتشاشات خارجی تصادفی قرار دارد. فرمول‌بندی الاستو-آکوستیک، بر اساس تئوری دقیق پیزو-الاستیسیته خطی سه‌بعدی برای مسئله سازه و محیط‌های سیال کوپل شده با آن توسعه داده شده است. شناسایی سیستم مسئله تعامل سازه/سیال از طریق الگوریتم زیرفضا روی مجموعه داده‌های حاصل از عملگر/حسگر انجام شده است. یک کنترل‌کننده چندهدفه با جانمایی منطقه‌ای قطب، در چارچوب نامساوی‌های ماتریسی خطی، طراحی شده در حالی که دینامیک‌های مدل نشده به صورت عدم قطعیت‌های ضرب‌شونده در گرفته شده‌اند. مثال‌های عددی کارایی استراتژی کنترل مقاوم چند‌هدفه اتخاذ شده برای کاهش تابش توان صوتی از صفحه پیزوکامپوزیت، بدون ایجاد ناپایداری در سیستم حلقه-بسته را نشان می‌دهند. همچنین، عملکرد ردیابی و حذف اغتشاش مطلوب‌تر در مقایسه با کنترل‌کننده‌های H_2 و H_∞ مشاهده شده است. در آخر، اعتبار مدل الاستو-آکوستیک به کمک نتایج حاصل از یک نرم‌افزار اجزاء محدود و اطلاعات موجود در مقالات تایید شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Multi-objective robust active acoustic radiation control of a piezocomposite arbitrary thick rectangular panel

نویسندگان English

Hemad Keshavarzpour
Seyyed Mohammad Hasheminejad
Iran University of Science and Technology
چکیده English

Active structural acoustic radiation control of a piezolaminated arbitrary thick rectangular plate with a mixed-norm H_2/H_∞ robust controller is developed. The structure is made of a transversely isotropic host layer with a distributed piezoelectric sensor layer as well as a matched piezoelectric actuator layer, facing high frequency uncertainties and random external disturbances. The elasto-acoustic formulation, based on the exact linear 3D piezo-elasticity theory, is developed for problem of fully coupled structure and acoustic mediums. Identification of the fluid/structure interaction system with subspace algorithm is implemented on actuator/sensor data sets. A multi-objective controller with regional pole placement, formulated in LMI framework, is synthesized while unmodeled dynamics are treated as multiplicative uncertainties. Numerical simulations confirm effectiveness of the implemented multi-objective robust active control scheme for reduction of radiated acoustic power from a piezocomposite plate, without stimulating any instability. Also, better tracking performance and disturbance rejection of mixed-norm controller is observed in comparison to that of H_2 and H_∞ controllers. Finally, validity of the elasto-acoustic model is proved by results obtained from a finite element software, as well as with the data available in the literature.

کلیدواژه‌ها English

Vibro-acoustic response
ASAC
Intelligent thick plate
Disturbance attenuation
Unstructured uncertainty