Skip to main content
SUPERVISOR
Hamidreza Mirdamadi,Saeid Hosseinia
سیدحمیدرضا میردامادی (استاد راهنما) سعید حسین نیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Adibzadeh
امیر ادیب زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383
During decades, one of the most challenging hazards for civilizations has been the risk of seismic activity along with strong ground motion called earthquake. Many civil structures have been destroyed along with the civilization. Great improvements have been established in the exact analysis and design of high-rise buildings and wide-span bridges, subject to the vibrations of the earth. However, recently there have been considerable attentions to view these structures as dynamical systems and to control their intractable dynamics against the vibrational motions and dynamic loadings, instead of strengthening them. The challenging field of mechanical-structural vibration control of structures was gradually transferred from the field of civil and mechanical engineering to the control and system engineering community and attracted the attention of many researchers in these fields. This thesis focuses on the vibration control of a smart composite cantilever beam consisting of an elastic core layer as the host beam and two piezoelectric outer layers acting as the sensor and actuator. The For this purpose, in addition to the six mechanical degrees of freedom for every finite element, two additional electrical degrees of freedom were considered for the above-mentioned piezoelectric layers. The damping matrix is built up using the Rayleigh method. The vibration control of this structure is based on an electromechanical interaction of piezoelectric layers with elastic parts. Furthermore, unmodeled dynamics and future damages to the structure, which may cause some uncertainties in the structural parameters, are considered. In order to model these parametric uncertainties, the linear fractional transformation (LFT) method is used. The controller uses the µ-synthesis approach in order to reduce undesirable disturbances (dynamic loadings) and also to avoid closed-loop system instability caused by perturbations. In order to demonstrate the importance of the modeling of uncertainties, the process of designing an H ? -controller is presented for a nominal system at the first part of controller design, along with executing some numerical simulations for a corresponding nominal beam model. At the second part, the proposed µ-controller is presented for a perturbed beam model along with the related simulated results. At the end, some simulated results are presented for the case of two piezoelectric patches placed on just one of the finite elements near the foundation of the beam.
همگام با پیشرفت علم سازه در ساخت ساختمان‌‌های بلند مرتبه و پل‌های با دهانة وسیع بحث کنترل ارتعاشات این ساز‌ه‌ها در اثر بارگذاری‌های احتمالی نیز مطرح شده است. کم کم مبحث کنترل ارتعاشات مکانیکی-سازه‌ای از مهندسی سازه و مکانیک به مهندسی کنترل وارد شد و تعدادی از پژوهش‌گران را به خود جلب کرد. در این پایان‌نامه کنترل ارتعاشات یک تیر یک سرگیردار کامپوزیت هوشمند، شامل یک لایة الاستیک در هسته و دو لایة پیزوالکتریک در سطوح بیرونی هسته به عنوان حسگر و به‌کاراندازنده، مورد توجه قرار گرفته است. برای دستور بندی روابط میدان جابجایی-کرنش و معادلات ساختاری تنش مسطح هستة تیر و لایه‌های پیزوالکتریک در سطوح بیرونی، از تئوری کلاسیک سینماتیکی اویلر-برنولی استفاده شده است. برای مدل‌سازی عددی تیر کامپوزیت هوشمند و به‌دست آوردن پارامترهای معادله‌های حرکت ارتعاش سازه‌ای، ماتریس‌های جرم وسختی، از روش اجزای محدود بهره گرفته شده است. در طول این روش دو درجه آزادی الکتریکی لایه‌های پیزوالکتریک حسگر و به کاراندازنده، به همراه درجات آزادی مکانیکی یک عنصر محدود، به عنوان درجات آزادی کل یک عنصر محدود از سازه در نظر گرفته شده است. پارامترهای ماتریس میرایی از روش میرایی ری لی به دست می‌آید. کنترل ارتعاشات این سازه بر پایة بر هم‌کنش الکترومکانیکی لایه‌های پیزوالکتریک، یعنی اثر مستقیم و اثر وارون مادة پیزوالکتریک، مطرح شده است. در ادامه، موضوع دینامیک‌های مدل نشدة سازه و آسیب‌های احتمالی به سازه در طول زمان و در نتیجه وجود نامعینی‌هایی در پارامتر‌های سیستم سازه‌ای، جرم،سختی و میرایی، مطرح می‌شود. برای مدل‌سازی این نامعینی‌های پارامتری از تکنیک تبدیل کسری خطی استفاده می‌شود. پس به منظور جلوگیری از ناپایداری سیستم حلقه بسته بر اثر نامعینی‌های ساختاریافته و هم‌چنین کاهش اثر اغتشاشات (بارگذاری خارجی) روش سنتز µ برای طراحی کنترل‌کننده پیشنهاد شده است. به منظور تأکید برلزوم مدل‌سازی نامعینی، ابتدا طراحی کنترل‌کنندة H ? بر روی یک تیر نامی که به طور کامل با لایه‌های پیزوالکتریک پوشانده شده است، و نتایج شبیه‌سازی آن بر روی مدل تیر نامعین و در مرحلة دوم طراحی کنترل‌کنندة پیشنهادی بر روی مدل تیر واقعی و نتایج شببه سازی آمده است. در پایان هم با قراردادن دو قطعه لایة پیزوالکتریک در سطوح بالایی و پایینی هستة یکی از عناصر محدود در نزدیکی فونداسیون طره‌ای تیر، چگونگی کنترل ارتعاش در این حالت به طور خلاصه بررسی شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی