Design of Control Concepts for a Smart Beam Structure with Sensitivity Analysis of the System
Design of Control Concepts for a Smart Beam Structure with Sensitivity Analysis of the System
复制标题
智能梁结构控制概念设计及系统灵敏度分析
DOI：
10.1007/978-3-319-44507-6_6
复制
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Slomski
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Slomski
智能结构是通过集成一个或多个传感器、执行器和控制器来减小结构振动的结构。传感器检测结构中的振动并将信号传递给控制器。控制器用于补偿结构振动，然后计算所需的控制信号并将其发送给执行器。在智能结构中，压电陶瓷贴片经常被用作传感器或致动器。智能结构在不改变结构物理尺寸的前提下，通过合理设计控制器来减小结构振动。由于与被动结构相比，智能结构包含更多的不确定性因素，尤其是由于额外的接口，因此需要对智能结构进行充分的分析，以确保其可靠性和鲁棒性。本文主要研究如何利用实验设计（design of Experiments, DoE）的方法建立智能梁结构的数值模型，设计其控制概念，以及如何研究控制器的鲁棒性（本文实验指数值模拟）。使用全因子设计，其中智能结构的参数在其分布范围内变化或保持不变，因此设计的几个结构具有轻微的变化。本研究旨在通过比较智能结构在不同结构变化下的性能来确定哪个控制器是最鲁棒的。只有将智能结构与鲁棒控制器相连接，才能对其可靠性进行分析，这是进一步研究的目标。
A smart structure is a structure that can reduce a structural vibration by means of the integration of one or more sensor, actuator, and controller. A sensor detects a vibration in the structure and transfers a signal to a controller. The controller, designed to compensate the structural vibration, then computes the desired control signal and sends it to an actuator. A piezoelectric ceramic patch is often used, as in the present study, as a sensor or an actuator in a smart structure. A smart structure with a properly designed controller can reduce the structural vibration without changing the structure’s physical dimensions. Since a smart structure contains more uncertainty factors, not least due to the additional interfaces in comparison to a passive structure, the smart structure should be well analyzed to ensure its reliability and robustness. This paper focuses on how to set up a numerical model for a smart beam structure, how to design its control concept, and how to investigate the controller’s robustness by means of the Design of Experiments (DoE) method (In this paper experiment refers to numerical simulation.). A full factorial design is used, in which the parameters of the smart structure are either varied in their distributed range or held constant, so that several structures are designed with slight variations. This study aims at determining, which controller is the most robust by comparing the performance for different structural variations of the smart structure. Only if a smart structure is connected to a robust controller, its reliability can be analyzed, which is the aim of further research.
登录
查看更多内容
使用具有有限刚度键的压电执行器的主动阻尼梁建模
DOI：
--
发表时间：
1996
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Faria;S. D. Almeida
通讯作者：
S. D. Almeida
与系统灵敏度分析相关的智能结构数值建模
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
Sushan Li;Joachim Bös;T. Melz
通讯作者：
T. Melz
基于局部材料阻尼的智能结构原位完整性评估
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
P. Kostka;K. Holeczek;A. Filippatos;A. Langkamp;W. Hufenbach
通讯作者：
W. Hufenbach
DOI：
10.1177/1045389x12463465
发表时间：
2013-03
影响因子：
2.7
作者：
Nemanja D. Zorić;A. Simonović;Z. Mitrovic;S. Stupar
通讯作者：
Nemanja D. Zorić;A. Simonović;Z. Mitrovic;S. Stupar
使用压电致动器/传感器控制薄悬臂梁的偏转
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
作者：
Waleed Khalid
通讯作者：
Waleed Khalid