Akıllı çubuk titreşimlerinin piezoelektrik eyleyiciler ile aktif kontrolü

Abstract

Aktif kontrol teknolojilerinin, mekanik sistemlerde titreşim kontrolü amacıyla kullanılması hakkında önemli araştırmalar yapılmıştır. Piezoelektrik elemanları aktif titreşim kontrolünde kullanmak, son yıllarda oldukça dikkat çekmiş bir çalışma alanıdır. Bu tez çalışmasında, akıllı bir kirişin üretimi ve piezoelektrik malzeme ile aktif titreşim kontrolü amaçlanmıştır. Sayısal çalışmada, arka plandaki teoriler ve bilgilerin özetine yer verildikten sonra ele alınan sistem modellenmiştir. Kirişin hareket denklemi çözülerek mod şekil fonksiyonu ve doğal frekansları elde edilmiştir. Analitik ve sonlu elemanlar analiz programı ANSYS ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. ANSYS ve MATLAB yardımı ile oluşturulan akıllı kiriş modellerinin serbest ve zorlanmış titreşim kontrolü simulasyonları Simulink programı ile yapılmıştır. Deneysel çalışmada, alüminyum çubuk yüzeyine yapıştırılan piezoelektrik yamalar hem algılayıcı hem eyleyici olarak kullanılmıştır. Tasarlanan PID ve bulanık PID kontrolcüler ile ankastre akıllı kirişin aktif titreşim kontrolü MATLAB/Simulink yazılımları üzerinden gerçekleştirilmiştir. Teorik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bulanık PID kontrolcü ile % 95.6'ya varan oranlarda titreşimler sönümlenebilmiştir.