Akıllı Bir Kirişin Titreşimlerinin Doğrusal Karesel Düzenleyici (Lqr) İle Aktif Denetimi

Abstract

Bu bildiride, piezoelektrik yamaların hem algılayıcı hem de uyarıcı olarak kullanıldığı akıllı bir kirişin titreşimlerinin lineer karesel düzenleyici (LQR) metodu kullanılarak aktif denetimi incelenmiştir. Akıllı kirişin birinci rezonans frekansını kapsayan frekans cevap fonksiyonu, uyarıcı piezoelektrik yamaya belli frekans aralığında üssel olarak sinüs dalgası verilerek ve algılayıcı olarak kullanılan piezoelektrik yama yardımıyla sistemin tepkisi ölçülerek elde edilmiştir. Ardından bu frekans cevap fonksiyonu kullanılarak, MATLAB programı yardımıyla akıllı kirişin dinamik özelliğini karakterize eden bir analitik modeli ortaya çıkartılmıştır. Farklı Q ve R parametreleri kullanılarak elde edilen (LQR) denetçilerin, Simulink ortamında serbest ve zorlanmış titreşimlerini bastırma performansları test edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Ek olarak, kontolcü çıkış voltajı da gözönüne alınarak elde edilen en iyi kontrolcü de kullanılarak deneysel çalışma yapılmıştır. Son olarak, deney sonuçları benzetim çıktılarıyla karşılaştırılmıştır.

In this study, active vibration control of a smart beam equipped with piezoelectric patches which are used as both sensor and actuator is investigated by using linear quadratic regulator (LQR) method. Frequency response function that includes the first natural frequency of the smart beam is obtained by applying exponential sine wave within the specified frequency range to the piezoelectric actuator patch and measuring the response of the system from another piezoelectric patch as a sensor. Then, by using the obtained frequency response function and MATLAB software, an analytic model which characterize the dynamic system of the smart beam is determined. Free and forced vibration control performances of the linear quadratic controllers which are obtained by using different Q and R parameters are tested and compared on Simulink software. Furthermore, by using the best controller which is obtained by considering the output voltage of the controller, an experimental study is conducted. Finally, the experimental results are compared with the simulation outputs.