Višeciljna fazi optimizacija veličine i položaja piezoelektričnih aktuatora i senzora za upravljanje vibracijama bazirana na optimizaciji rojem čestica (deo 1: teorijski model)

Abstract

Određivanje veličine i položaja piezoelektričnih aktuatora i senzora za aktivno upravljanje vibracijama savitljivih struktura obično je bazirano na maksimalnoj efikasnosti upravljanja i postizanja maksimalnog izlaza za modove vibracija od interesa. Integracija piezoelektričnih delova utiče na masu i dinamičke performanse bazične strukutre. Ovo je prvi deo istraživanja koje predstavlja teorijski razvoj višeciljne fazi optimizacione tehnike za određivanje položaja i veličine piezoelektričnih aktuatora i senzora na tankozidnoj kompozitnoj gredi. Kriterijumi optimizacije za određivanje optimalne veličine i položaja piezoelektričnih aktuatora i senzora zasnivaju se na stepenu upravljivosti upravljanih modova. Procedura optimizacije obuhvata ograničenje promene prvobitnih dinamičkih karakteristika i ograničenje u porastu mase. Pseudociljna funkcija, zasnovana na teoriji fazi skupova, daje izraz za globalnu ciljnu funkciju eliminišući upotrebu težinskih koeficijenata i kaznenih funkcija. Optimizacija rojem čestica je upotrebljena za nalaženje optimalne konfiguracije.

Sizing and location of the piezoelectric actuators and sensors for vibration control of flexible structures is usually based on maximum control effectiveness and achieving the maximum output for the vibration in the modes of interests. Integration of piezoelectric patches affects the mass and the original dynamic properties of the parent structure. This is the first part of the two-paper research which presents the theoretical development of the multi-objective fuzzy optimization technique of sizing and location of the collocated piezoelectric actuators and sensors on the thin-walled composite beam. The optimization criteria for the optimal size and location of piezoelectric A/Ss are based on the degree of controllability (DC) for controlled modes. The optimization procedure implies the constraining of the original dynamic properties change and the limitation of the mass increase. A pseudogoal function, derived based on the fuzzy set theory, gives an expression for global objective functions eliminating the use of weighting coefficients and penalty functions. the particle swarm optimization technique is used to find the optimal configuration..