علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

تحلیل دینامیک غیرخطی و کنترل جاذب فعال ارتعاش مبتنی بر اینرسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
چکیده
کنترل فعال ارتعاشات نقش اساسی در تضعیف ارتعاش سازه‌های سبک‌وزن ایفا می‌کند. از اجزای اصلی این سیستم عملگر می‌باشد که با اعمال نیروی کنترلی به سازه منجر به کاهش دامنه ارتعاشات می‌شود. یکی از انواع متداول عملگر‌ها، عملگر الکترومغناطیس مبتنی بر اینرسی است که به وسیله شتاب‌دهی به یک جرم مبنا، نیروی مورد نیاز کنترل‌کننده تولید می‌شود. علی‌رغم مزایای متعدد این عملگر، رفتار غیرخطی آن در زمان وقوع پدیده اشباع جابه‌جایی باعث اختلال در عملکرد تضعیف ارتعاشات می‌گردد. در تحقیق حاضر ابتدا نحوه تولید نیرو و رفتار غیرخطی عملگر در پدیده اشباع جابه‌جایی بررسی گردید. سپس عملکرد آن به وسیله استراتژی کنترل غیرخطی مود لغزشی بر روی یک سیستم پایه غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نیروی اغتشاش سیستم توسط مشاهده‌گر لیونبرگر محاسبه شد. در ادامه جابه‌جایی سازه تحت کنترل در حالت‌های کنترل‌کننده خطی فیدبک سرعت و کنترل‌کننده مود لغزشی مقایسه گردید که با توجه ‌به نتایج، علاوه بر بهبود در عملکرد تضعیف ارتعاش از برخورد جرم مبنا با پوسته عملگر جلوگیری شده و پایداری سیستم برقرار شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Nonlinear dynamic analysis and control of active inertial vibration absorber

نویسندگان English

Kiarash Niroumand
Akbar Allahverdizadeh
Department of Mechatronics Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده English

Active vibration control plays a vital role in minimizing vibrations in lightweight structures. A crucial part of this system is the actuator, which applies a control force to minimize vibrations. A commonly used type of actuator is the inertial electromagnetic actuator, which generates force by accelerating a proof mass. Although it has many benefits, its nonlinear behavior when the proof mass reaches its displacement limit can negatively affect vibration attenuation performance. This research first investigates the actuator's force generation mechanism and its nonlinear behavior under displacement saturation. Then, a nonlinear sliding mode control method is implemented on a nonlinear base system. A Luenberger observer estimates the system's disturbance force in order to use in control algorithm. Finally, the controlled structural displacement is compared using both linear velocity feedback control and the sliding mode control method. The results demonstrate improved vibration damping performance, prevention of the proof mass collision with the actuator's casing, and enhanced system stability.

کلیدواژه‌ها English

Active vibration control
Electromagnetic actuator
Nonlinear control
Sliding mode
Luenberger observer
 
 
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.