Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık ve Uzay Mühendisliği Anabilim Dalı

Active vibration control of a smart sandwich plate via piezoelectric sensors and actuators

Akıllı bir sandviç plakanın piezoelektrik uyarıcılar ve algılayıcılar yardımıyla aktif titreşim kontrolü

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 416715 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

In this study, the first three vibration modes of a smart sandwich plate, which are 1st out-of-plane bending, 1st torsion and 2nd out-of-plane bending modes, are aimed to be suppressed by using active vibration control techniques comprising a pole placement controller. Smart sandwich plate is composed of a passive sandwich composite plate and piezoelectric patches (PZT Lead-Zirconate-Titanate) attached with epoxy adhesive at specific locations determined by using finite element modelling and analysis. Those PZT patches on the smart sandwich plate are then used both as actuators and sensors. Before manufacturing the smart sandwich plate, the locations of PZT patches are determined by considering the vibrational characteristics of the sandwich plate. Following this, an experimental modal analysis is performed to verify the finite element analysis results. Additionally, the model is updated according to the experimental results. Then, an algorithm is adapted in order to determine the spatial locations of the PZT patches and parallel to the obtained results they are attached to the passive sandwich plate. After the manufacturing process of the smart sandwich plate, a system identification is performed experimentally by sending an input signal covering the frequencies of interest and recording the response through a designated sensor. Having obtained the frequency response function of the smart sandwich plate experimentally, a transfer function is fitted in the frequency domain. Finally, various active vibration controllers are designed. Those controllers are then validated through simulations and applied in an experimental environment via pole placement method combined with various observers and filters to suppress the free and forced vibrations of the smart sandwich plate at the aforementioned resonance frequencies. The three different designed controllers are observed to suppress the vibrations in each of the aimed mode successfully by working individually and also operating together without compromising the individual performance of the controllers in the vibration suppression of the smart sandwich plate.

Summary:

Bu çalışmada, akıllı sandviç plakanın düzleme dik ilk eğilme, ilk burulma ve düzleme dik ikinci eğilme olan ilk üç titreşim modunun kutup yerleşim metodu kullanılarak aktif titreşim kontrolü teknikleriyle bastırılması amaçlanmıştır. Akıllı sandviç plaka, sonlu elemanlar yöntemiyle yerleri belirlenmiş, epoksi yapıştırıcı ile bağlanmış piezoelektrik yamalardan ve pasif bir kompozit plakadan oluşmaktadır. Akıllı sandviç plaka üzerindeki piezoelektrik yamalar hem uyarıcı hem de algılayıcı olarak kullanılmışlardır. Akıllı sandviç plakanın üretiminden önce, sandviç plakanın titreşim özellikleri değerlendirilerek piezoelektrik yamaların yerleri belirlenmiştir. Ardından, deneysel modal analizler yapılarak sonlu elemanlar analiz sonuçları da doğrulanmıştır. Buna ilave olarak deney sonuçlarına göre model güncellemeleri tamamlanmış ve piezoelektrik yamaların yerlerini belirlemek için bir algoritma uygulanmak suretiyle elde edilen sonuçlara paralel olarak bu yamalar pasif sandviç plakaya yapıştırılmıştır. Akıllı sandviç plakanın üretim işleminin ardından, ilgili olan frekansları içeren bir girdi sinyaliyle ve belirlenen algılayıcının yanıtıyla deneysel sistem tanılaması tamamlanmıştır. Akıllı sandviç plakanın frekans cevap fonksiyonunun deneysel yöntemle elde edilmesiyle, frekans kümesinde bir transfer fonksiyonu uyarlanmıştır. Son olarak, akıllı sandviç plakanın yukarıda bahsedilen resonans frekanslarında, serbest ve zorlanmış titreşimleri bastırmak için çeşitli gözlemci ve filtrelerle kombine edilmiş kutup yerleşim metotlu aktif titreşim kontrolcüleri tasarlanmış, benzetimlerle doğrulanmış ve deneysel ortamda uygulanmıştır. Üç farklı kontrolcünün, akıllı sandviç plakanın amaçlanan her modundaki titreşimleri tek tek bastırmakta başarı göstermiş olduğu ve bu tekil performanslarından çok da ödün vermeden bir arada da çalıştıkları gözlenmiştir.