TY - JOUR ID - TI - Vibration Control Analysis of a Smart Flexible Cantilever Beam Using Smart Material AU - Wedad Ibraheem Majeed AU - Shibly Ahmed Al-Samarraie AU - Mohanad Mufaq AL-SAIOR PY - 2013 VL - 19 IS - 1 SP - 82 EP - 95 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - This paper features the modeling and design of a pole placement and output Feedback control technique for the Active Vibration Control (AVC) of a smart flexible cantilever beam for a Single Input Single Output (SISO) case. Measurements and actuation actions done by using patches of piezoelectric layer, it is bonded to the master structure as sensor/actuator at a certain position of the cantilever beam.The smart structure is modeled based on the concept of piezoelectric theory, Bernoulli -Euler beam theory, using Finite Element Method (FEM) and the state space techniques. The number of modes is reduced using the controllability and observability grammians retaining the first three dominant vibratory modes, and for the reduced system, a control law is designed using pole placement and output feedback techniques. The analyzed case studies concern the vibration reduction of a cantilever beam with a collocated symmetric piezoelectric sensor/actuator pair bonded on the surface. The transverse displacement time history, for an initial displacement field at the free end, is evaluated. Results are compared with other works, and the control design shows that Pole Placement method is an effective method for vibration suppression of the beam and settling time reduction.This paper features the modeling and design of a pole placement and output Feedback control technique for the Active Vibration Control (AVC) of a smart flexible cantilever beam for a Single Input Single Output (SISO) case. Measurements and actuation actions done by using patches of piezoelectric layer, it is bonded to the master structure as sensor/actuator at a certain position of the cantilever beam.The smart structure is modeled based on the concept of piezoelectric theory, Bernoulli -Euler beam theory, using Finite Element Method (FEM) and the state space techniques. The number of modes is reduced using the controllability and observability grammians retaining the first three dominant vibratory modes, and for the reduced system, a control law is designed using pole placement and output feedback techniques. The analyzed case studies concern the vibration reduction of a cantilever beam with a collocated symmetric piezoelectric sensor/actuator pair bonded on the surface. The transverse displacement time history, for an initial displacement field at the free end, is evaluated. Results are compared with other works, and the control design shows that Pole Placement method is an effective method for vibration suppression of the beam and settling time reduction.

هذا البحث يصف التمثيل الرياضي والتصميم لطريقة السيطرة الخاصة بتغيير موقع الجذور واستخدام الارجاع للمتغيرات الناتجة وذلك لاستخدام السيطرة الفاعلة على الاهتزازات لعتبة ذكية وباستخدام حالة ادخال واخراج مفردة. عمليات التوجيه و التحسس لازاحة العتبة تتم بواسطة موجهات و متحسسات مصنوعة من المواد الذكية على شكل ملصقات باحجام محددة تكون ملصوقة على سطح العتبة الرئيسية و بمواقع محددة.تمت نمذجة العتبة الذكية باستخدام نظرية المواد الكهربية الذكية، نظرية برنولي – اويلر للعتبات و نظرية العناصر المحددة و حل المعادلات باستخدام نظرية الحالة المخمنة. عدد الاطوار الكلي للنموذج تمت تقليصها الى الثلاث اطوار الاساسية و المسيطرة باستخدام نظرية محددات معاملات السيطرة و التخمين. تم تصميم قانون للسيطرة للنموذج المقلص الجديد حيث استخدمت نظرية ابدال الجذور للنموذج الرياضي و السيطرة باستخدام ارجاع المخرجات.درست الحالة في هذا البحث تقليص الاهتزاز لعتبة مصنوعة من الالمينوم باستخدام زوج واحد من المواد الذكية ملصوق بشكل متناظر على سطحي العتبة. الاهتزاز في العتبة منتج بواسطة ازاحة راس العتبة من الجهة السائبة بمسافة 1 سم. و تم تسجيل هذا الاهتزاز بالنسبة للزمن اضافة الى ذلك تمت مقارنة النتائج باعمال اخرى. اظهرت الدراسة ان نظرية السيطرة الفاعلة للاهتزاز فعالة لاخماد الاهتزازات في هكذا هياكل. ER -