Pemodelan dinamis dan aktif
Vibration Control
dari Fleksibel Beam: A Review
Noor
Fadhilah Mat Ros, Mohd Sazli Saad, Intan Zaurah Mat Darus
Abstract-- Tulisan
ini membahas tentang studi getaran aktif kontrol dari balok yang
fleksibel dengan menggunakan bahan cerdas. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui apa yang telah dikembangkan oleh para peneliti
dalam beberapa tahun terakhir dan penelitian sebelumnya mengenai kontrol
getaran aktif. Teknik berbeda yang digunakan oleh masing-masing
peneliti sangat penting dalam kontribusi mengendalikan getaran. Semua
temuan dirangkum sesuai dengan strategi pemodelan dan jenis controller dapat
digunakan untuk mengontrol getaran dengan membuktikan efisiensi setiap strategi
berdasarkan hasil dari literatur.
Indeks Term-- kontrol
getaran aktif, balok fleksibel, struktur pemodelan, pemodelan
balok.
I.
Pendahuluan
Getaran adalah fenomena mekanik yang
osilasi terjadi sekitar titik keseimbangan dan juga terjadi ketika mekanisme
mekanik dipindahkan sengaja dan tidak sengaja.Getaran yang tidak diinginkan
dapat menyebabkan kerusakan pada struktur atau degradasi ke sistem "s
kinerja [1]. Struktur pesawat selalu cenderung dipengaruhi oleh angin,
pasukan dan getaran selama bepergian di ruang angkasa. Dampak getaran
tinggi akan mempengaruhi stabilitas pesawat dan akurasi selama
bepergian. Jangka panjang dari paparan getaran akan menyebabkan kerusakan
struktur dan akan berisiko untuk kesehatan manusia "dalam operasi ruang
angkasa [2]. Dalam rangka untuk mengurangi atau menghilangkan efek getaran
dalam struktur mekanik, beberapa pendekatan telah dikembangkan seperti getaran
pasif dan teknik getaran aktif. Kontrol getaran pasif biasanya telah
menambahkan berat badan seperti peredam untuk mengurangi getaran. Ia
bekerja dengan baik pada frekuensi tinggi atau dalam rentang frekuensi sempit
tapi telah menambahkan berat ke struktur mekanik [3]. Kontrol getaran
aktif (AVC) adalah sebuah konsep di mana getaran dari struktur dikendalikan
dengan menerapkan gaya counter untuk struktur yang keluar dari fase tetapi sama
dalam amplitudo dengan gaya aslinya. Jadi, dua kekuatan berlawanan akan
membatalkan satu sama lain dan getaran akan dihentikan [4]. Hal ini telah
menjadi pendekatan yang berguna dalam beberapa tahun terakhir, karena peningkatan
getaran kerentanan struktur ringan dengan peningkatan paling mungkin massa [5].
Noor Fadhilah Mat Ros adalah
mahasiswa pascasarjana dari Sekolah Teknik Manufaktur, Universiti Malaysia
Perlis, Malaysia. (e-mail: noor_fadhilah@ymail.com).
Mohd Sazli Saad adalah dengan Green
Design dan Pembuatan Research Group, Center of Excellence Geopolimer dan
Teknologi Hijau (CEGeoGTech), dan Sekolah Teknik Manufaktur, Universiti
Malaysia Perlis, Kampus Tetap Pauh Putra, 02600 Arau, Perlis, Malaysia bunga
Penelitiannya aktif kontrol getaran, identifikasi sistem dan sistem
kontrol. (e-mail: sazlisaad@unimap.edu.my).
Intan Zaurah Mat Darus Intan Zaurah
Mat Darus, Departemen Sistem Dynamics & Control, Fakultas Teknik Mesin, Universiti
Teknologi Malaysia, Johor Bahru, Johor, Malaysia (intan@fkm.utm.my)
AVC memiliki ringan dibandingkan
dengan getaran pasif. Struktur mekanik yang biasanya disertakan dengan
sensor dan aktuator yang dioperasikan oleh controller.Struktur pintar seperti
bahan piezoelektrik dapat digunakan sebagai aktuator atau sensor. Bahan
ini memiliki kemampuan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
[4]. Selain itu, piezoelektrik telah menerima banyak perhatian dalam
kontrol getaran selama tahun-tahun terakhir karena dikonsumsi energi yang
rendah, ringan, kepadatan kecil dan bandwidth yang besar [6]. Gambar 1 di
bawah ini menunjukkan skema yang mewakili sistem umum AVC dengan komponen utama
dalam sistem loop tertutup. Sinar biasanya dijepit pada salah satu ujung
balok (kantilever) dan patch piezoelektrik juga terikat dekat akhir tetap
balok. Sifat mekanik balok dimensi seperti itu, kepadatan, rasio racun,
modulus muda dan massa dipertimbangkan yang terkait erat dengan karakteristik
dinamik dari balok.
Dua aktuator piezoelektrik
collocated; satu untuk menarik balok dan satu lagi untuk menerapkan gaya
kontrol ke balok untuk meredam gangguan datang dari aktuator lainnya. Sebuah
sensor piezoelektrik digunakan untuk merasakan defleksi balok ketika balok
diterapkan gangguan. Bahan piezoelektrik memiliki karakteristik
menghasilkan tegangan listrik, bila diterapkan stres mekanik dan juga dapat
menghasilkan stres mekanik atau deformasi bila diterapkan dengan medan
listrik. Amplifier biasanya digunakan untuk memperkuat tegangan dari atau
ke sistem data akuisisi. Sistem akuisisi data umumnya digunakan untuk
antarmuka rig eksperimental dengan sistem komputer yang termasuk software tertentu
seperti MATLAB.
Berdasarkan prinsip kerja umum,
gangguan aktuator piezoelektrik akan menghasilkan yang tidak diinginkan getaran
untuk struktur. Perpindahan dari sinar fleksibel yang terdeteksi oleh
sensor ditransmisikan ke sistem kontrol komputer melalui sistem
DAQ. Algoritma kontrol dalam sistem kontrol komputer akan menghitung
jumlah sinyal kontrol kirim ke piezo kontrol aktuator dan sinyal kontrol perlu
diperkuat dengan menggunakan amplifier.Hal ini untuk memastikan bahwa jumlah
yang cukup kekuatan memblokir dapat diterapkan untuk membatalkan getaran balok
fleksibel.
Makalah ulasan ini disajikan
strategi yang berbeda dalam berkas pemodelan dan kontrol aktif menggunakan
berbagai jenis pengendali. Semua metode yang disajikan sebagian besar
diterapkan pada balok fleksibel dengan berikat piezoelektrik aktuator / sensor
dan literatur membuktikan bahwa ia bekerja dengan baik dalam menekan
getaran.
(PDE) ditulis dalam hal persamaan beda
hingga. Pendekatan yang diterapkan untuk setiap titik interior sehingga
perpindahan setiap node adalah terkait dengan nilai-nilai di node lain dalam
jaringan terhubung. Sangat mudah untuk program, tetapi tidak cocok untuk
masalah dengan geometri yang tidak teratur. Seluruh domain solusi dibagi
menjadi elemen hingga kecil. Balok discretized ke dalam jumlah terbatas
segmen yang sama-panjang, masing-masing panjang, Δx dan defleksi balok pada
akhir setiap segmen sampel pada waktu yang konstan, AT. Persamaan (1) di
bawah ini adalah persamaan diferensial parsial (PDE).
II.
PEMODELAN DINAMIS BEAM FLEKSIBEL
Modeling adalah proses pengembangan
model matematika dari struktur fisik (balok / tanaman) dengan mengambil
karakteristik struktur untuk mendapatkan respon yang dinamis, sehingga
kontroler dapat dirancang untuk memberikan kinerja yang diinginkan [7]. Di
normal teknik proses penyidikan, kompleks fisik system matematis
dimodelkan sehingga proses lebih lanjut bisa dengan mudah melaksanakan pada
model bukan sistem yang sebenarnya. Hal ini membantu dalam mencapai
pemahaman yang lebih jelas dari sistem "s dinamika.
Setelah tes dikonfirmasi sehubungan
dengan respon model, dapat dilakukan pada sistem fisik pendekatan yang umum
digunakan dalam pemodelan balok fleksibel adalah metode finite element (FEM),
Model beda hingga (FDM) dan identifikasi sistem parametrik.
Metode
elemen hingga adalah teknik untuk numerik memecahkan persamaan diferensial
[8]. Perilaku balok dijelaskan oleh perpindahan dari unsur-unsur dan hukum
material. FEM sangat cocok untuk masalah geometri yang kompleks
[9]. Elemen yang lebih terbatas, hasil yang lebih akurat yang kita
dapatkan [4]. Biasanya pemodelan dimulai dengan elemen balok biasa dan
kemudian pemodelan dari elemen balok pintar dengan piezoelektrik pasangan
sensor / aktuator [10]. Akhirnya semua elemen dirakit menggunakan analisis
FE. Zhang et al. [11], Zoric et al. [12], Alam dan Rahman, [13],
Marinaki et al. [14], Jovanovic et al. [15], Qiu et al. [16] dan Arun
et al. [17] mengembangkan model balok di FEM berdasarkan balok "s
teori mekanik dan prinsip.
Salah
satu tujuan dari FEM adalah untuk analisis modal dan berhubungan dengan
perilaku dinamika struktur mekanik di bawah dinamika eksitasi [18]. Oveisi
dan Nestorovic. [19], Khot et al. [20] dan Fei et al. [6] menemukan bentuk
frekuensi dan modus dari balok menggunakan FEM. Model matematika final
berasal dari FEM biasanya simulasi di software untuk mendapatkan bentuk
frekuensi dan modus balok seperti penelitian yang dilakukan oleh Mirafzal et
al. [21] dan Shouwei et al. [22].
Selain
itu, FEM dapat digunakan untuk mencari penempatan optimal sensor / aktuator
pada permukaan balok [4, 23]. Perjanjian dari literatur jelas membuktikan
bahwa hasil terbaik diperoleh ketika patch PZT terikat dekat akhir tetap.
Metode
beda hingga (FDM) adalah metode yang seluruh domain solusi dibagi menjadi grid
"sel". Derivatif dalam persamaan diferensial parsial yang
mengatur
dimana u (x, t) adalah
gaya penggerak diterapkan pada jarak, x, dari ujungnya tetap
pada waktu, t, y (x, t) adalah balok
"s defleksi di kejauhan, x, dari ujung nya tetap pada
waktu, t, μ adalah konstanta balok diwakili oleh μ²
= EI / ρA dengan E, I, ρ dan A mewakili
muda "s modulus, momen inersia f, kepadatan massa dan luas penampang
masing-masing dan m adalah massa balok. Dengan
menggunakan orde pertama beda hingga pusat, PDE di (1) menjadi model matematika
akhir (2):
dimana U (x, t) adalah n × 1 matriks
yang mewakili kekuatan penggerak diterapkan pada balok, Yk, (k = j-1,
j, j + 1) adalah n × 1 matriks yang merupakan
defleksi beam di segmen 1 untuk n pada waktu langkah k dan S dikenal
sebagai matriks kekakuan, yang memberikan karakteristik balok dan λ² = [(Δt²) /
(Δx4)]. Perilaku dinamis dari balok dapat disimulasikan menggunakan (2),
yang dapat diprogram dalam MATLAB.
Karena
kesulitan untuk beragam ukuran sel perbedaan di daerah tertentu, FDM tidak
cocok untuk masalah dengan variabel perubahan yang cepat [9]. Mohammed et
al. [24] dan Fadil et al. [25] model piring persegi panjang dan balok
fleksibel masing-masing menggunakan FDM untuk membuat data getaran untuk
mengontrol getaran.Mohamad et al. (2011) [26] yang digunakan FDM untuk
model balok menunjukkan bahwa model ini hanya mungkin untuk menerapkan gaya
eksitasi lateral yang tetapi tidak momen lentur pada balok. Raju et
al. [27] dan Saad dkk. [3] didirikan model dinamik di FDM dengan
merumuskan balok dan gerak dalam getaran melintang. Simulasi model
biasanya perlu divalidasi untuk memastikan efisiensi model dan biasanya
dilakukan dengan membandingkan frekuensi alami yang diekstrak dari simulasi
dengan nilai-nilai teoritis [28]. Sebuah simulasi piring fleksibel atau
balok melalui FDM mudah untuk menerapkan dan metode telah terbukti efektif
dalam menyelidiki perilaku dinamika struktur [1].
Selain menggunakan pemodelan finite,
perilaku dinamis dari sistem fisik dapat ditemukan dengan menggunakan
identifikasi sistem
teknik. T dia model yang paling umum digunakan
adalah kotak hitam Model parametrik. Struktur model dan parameter hitam
Kotak benar-benar tidak diketahui dan hanya diperkirakan
dari input / output data Tujuan identifikasi parametrik adalah untuk menemukan
model yang tepat dari sistem dinamis berdasarkan input dan output data
[29]. Ini mengidentifikasi model sistem yang terkait dengan koefisien set
parameter. Langkah-langkah dasar dari proses dapat direpresentasikan pada
Gambar 1 di bawah ini [30].
Tahap
pertama adalah mengumpulkan input dan output data dari
percobaan. Kemudian, struktur model seperti autoregressive masukan eksogen
(ARX) [3,24,2,31,32,33] atau autoregressive moving average masukan eksogen
(ARMAX) dipilih [31,32]. Kompleksitas struktur mempengaruhi akurasi model
yang dapat mendekati proses nyata [30]. Struktur model terbaik yang
dipilih biasanya perlu diperkirakan dengan algoritma untuk mendapatkan
parameter dari model. Algoritma estimasi konvensional seperti rekursif
least square (RLS) adalah salah satu algoritma yang banyak digunakan
[29,33,34,35,36].
Baru-baru
ini, karena pengembangan teknik soft computing seperti algoritma evolusioner
(EA), estimasi menggunakan EA menjadi populer [24,26,29,36]. Hal ini
karena teknik konvensional sering gagal dalam pencarian optimum global jika
berlanjut pencarian tidak linear dalam parameter. Sebuah strategi
alternatif menggunakan algoritma evolusi bisa memberikan solusi yang lebih
baik. Pada tahap akhir, model akhir yang diperoleh perlu diverifikasi
dengan metode validasi berarti seperti persegi error, pemetaan input-output,
uji korelasi dan lain-lain [30] untuk memastikan bahwa model tersebut akurat
dan cukup baik untuk mewakili sistem yang akan dikontrol di fase berikutnya.
Modeling
adalah proses penting dalam merancang sebuah sistem kontrol. Apa saja
teknik dapat diterapkan tergantung pada pengetahuan tentang sifat dinamis dari
tanaman untuk dikendalikan. Setiap teknik memiliki kompleksitas sendiri
dan biasanya dipilih berdasarkan kesesuaian tanaman. Model terbaik yang
diperoleh akan memberikan banyak kontribusi dalam hal efisiensi
controller. Perbandingan dari tiga teknik yang dijelaskan ditunjukkan pada
tabel 1.
tabel I
Perbandingan pendekatan pemodelan yang berbeda
|
beda
hingga
|
Sistem
|
||
|
metode
|
metode
|
identifikasi
|
|
|
Cocok
untuk
|
Tidak
cocok untuk
|
||
|
sederhana
dan
|
Cocok
untuk setiap
|
||
|
luar
biasa
|
|||
|
kompleks
|
geometri
|
||
|
geometri
|
|||
|
geometri
|
|||
|
Dibutuhkan
dalam
|
Dibutuhkan
dalam
|
||
|
pengetahuan
tentang
|
pengetahuan
tentang
|
tidak
keseluruhan
|
|
|
teori
mekanik
|
teori
mekanik
|
mekanis
|
|
|
balok
di
|
balok
di
|
teori
balok
|
|
|
pemodelan
cerdas
|
pemodelan
cerdas
|
wajib
|
|
|
balok
|
balok
|
||
|
Apakah
tidak diperlukan
|
Apakah
tidak diperlukan
|
input
yang diperlukan
|
|
|
dan
output data
|
|||
|
masukan
dan keluaran
|
masukan
dan keluaran
|
||
|
dari
percobaan
|
|||
|
Data
dari
|
Data
dari
|
||
|
untuk
mengembangkan
|
|||
|
percobaan
|
percobaan
|
||
|
model
|
|||
|
Dapat
terintegrasi
|
|||
|
seluruh
pemodelan
|
seluruh
pemodelan
|
dengan
FEM dan
|
|
|
Proses
tidak bisa
|
Proses
tidak bisa
|
FDM
untuk memperoleh
|
|
|
terintegrasi
dengan
|
terintegrasi
dengan
|
masukan
dan keluaran
|
|
|
pendekatan
lainnya
|
pendekatan
lainnya
|
Data
dari
|
|
|
simulasi
|
|||
|
perlu
|
diferensial
parsial
|
menggunakan
persamaan
|
|
|
sensor
dipertimbangkan,
|
Persamaan
(PDE) adalah
|
||
|
model
|
|||
|
aktuator
dan balok
|
dipertimbangkan
dalam
|
||
|
Struktur
(ARX,
|
|||
|
persamaan
di
|
menemukan
akhir
|
||
|
ARMAX)
ke
|
|||
|
perumusan
|
matematis
|
||
|
membangun
Model
|
|||
|
balok
cerdas
|
model
balok
|
||
III.
GETARAN KONTROL
Kontrol getaran aktif adalah daerah
yang menggabungkan teknologi interdisipliner dan sistem AVC khas adalah
integrasi komponen mekanik dan elektronik dengan kombinasi kontrol mikroprosesor
komputer. Komponen utama dari setiap sistem AVC adalah struktur tanaman
yang diterapkan gangguan oleh dan sensor yang dirasakan getaran, controller
untuk mengontrol sistem untuk berperilaku dengan cara yang diinginkan,
sementara memenuhi satu set spesifikasi kinerja dan aktuator yang menangkal
pengaruh gangguan pada struktur [7 ]. Pabrik dan kontroler dua komponen
penting dari sistem kontrol. Banyak jenis kontroler yang ditemukan untuk
digunakan oleh para peneliti di kontrol getaran balok seperti kontroler
konvensional, adaptif dan kuat. Studi umum balok fleksibel ditemukan
menggunakan kontroler konvensional seperti PD dan PID
[3,4,6,13,20,23,25,33,34].
Penerapan PID kontroler dapat
ditemukan di banyak industri seperti minyak dan gas, kimia, makanan dan banyak
lagi. Telah terbukti dalam hal keandalan dan ketahanan dalam mengendalikan
variabel proses mulai dari suhu, tingkat, tekanan, aliran, PH dan
lain-lain. Industri tertarik untuk kontroler PID digunakan karena memiliki
biaya rendah, mudah untuk mempertahankan, kesederhanaan dalam struktur kontrol
dan mudah dimengerti.
Umum hukum kontrol PID yang dapat
ditampilkan sebagai berikut:
|
(3)
|
y (t) adalah sinyal kontrol, K p, K i dan K d adalah proporsional, integral dan derivatif keuntungan masing-masing dan e (t) dan E (t) adalah sinyal kesalahan dan turunannya masing-masing. Ketiga keuntungan dapat disetel untuk memberikan kontrol baik untuk aplikasi. Gambar 3 menunjukkan diagram blok untuk prinsip khas PID kontroler.
Penelitian
lain diterapkan adaptif atau self-tuning kontroler karena disetel / disesuaikan
variasi parameter yang yang terjadi dalam sistem kontrol [1,12,22,34].Kontroler
adaptif mampu beradaptasi dengan ketidakpastian kondisi. Gambar 4
menunjukkan pendekatan kontrol adaptif.
Proporsional tergantung pada
perbedaan antara set point dan variabel proses dan yang dikenal sebagai
kesalahan. Gain proporsional menentukan rasio respon output sinyal
error. Umumnya, meningkatkan gain proporsional akan meningkatkan kecepatan
respon sistem kontrol. Namun, jika gain proporsional terlalu besar,
variabel proses akan mulai berosilasi. Integral akan merangkum istilah
error dari waktu ke waktu. Bahkan jika ada istilah kesalahan kecil, itu
akan menyebabkan integral untuk meningkatkan perlahan. Tanggapan
terpisahkan akan terus meningkat kecuali kesalahan menjadi nol. Derivatif
menyebabkan output menurun jika variabel proses meningkat dengan
cepat. Tanggapan derivatif sebanding dengan laju perubahan variabel
proses.
Berdasarkan penelitian sebelumnya,
menunjukkan bahwa kontroler PID selalu memberikan hasil yang menjanjikan dalam
kontrol getaran. Fadil et al. [25] menerapkan kontroler PID umum dan
PID disetel oleh algoritma belajar berulang (ILA). PID-ILA memberi kinerja
lebih tinggi dari PID umum dalam hal waktu penyelesaian. Rahman dan Alam
[13] membuktikan bahwa hasil percobaan diperoleh dengan menggunakan kontroler
PID telah menunjukkan efisiensi dan validitas controller. Kumar et
al. [4] digunakan kontrol PID sebagai media untuk menekan getaran balok
dengan mencari penempatan optimal piezoelektrik sensor / aktuator pada
permukaan balok. Beberapa penelitian menemukan bekas PID controller dalam
kontrol getaran balok dengan menggunakan beberapa metode tuning untuk
membandingkan kinerja untuk setiap metode [1,32].
Jika kinerja yang diinginkan tidak
tercapai, skema adaptasi akan bereaksi dan menyebabkan kontrol adaptif untuk
menyetel parameter terus-menerus sampai kinerja puas sesuai dengan kondisi lingkungan. Misalnya,
getaran struktur pesawat yang terjadi selama perjalanan di ruang karena
kekuatan angin atau faktor-faktor lain, tetapi pasukan mungkin berbeda di
lokasi lain atau selama perubahan cuaca.
Itu "sebabnya controller adaptif harus mempertahankan
kinerja pengendali sesuai dengan faktor-faktor yang terkait. Wang et
al. [33] melaksanakan adaptif geser modus controller dalam berkas
fleksibel untuk menangani Model ketidakpastian. Kekokohan controller
berhasil menunjukkan dengan efektivitas terjamin mengendalikan getaran ketika
massa ditambahkan ke balok fleksibel. Saad dkk. [1] digunakan
kontroler adaptif langsung untuk mengurangi sinar getaran dan sejumlah besar
pengurangan getaran dicapai selama rentang penuh dari frekuensi sinyal input. Fadil
dan Darus [34] juga telah berhasil menerapkan self-tuning PID kontroler untuk
menekan getaran balok fleksibel dan menunjukkan bahwa kinerja controller sangat
menjanjikan dengan mean square error yang rendah.
Kontroler yang kuat juga ditemukan
untuk digunakan dalam AVC balok [19]. Ini dirancang untuk menangani
ketidakpastian dan bertujuan untuk mencapai kinerja yang kuat dan stabilitas di
hadapan kesalahan pemodelan dibatasi. Informal, kontroler ini dirancang
untuk satu set tertentu dari parameter jika hal itu juga akan bekerja dengan
baik di bawah satu set yang berbeda dari asumsi. Kontrol yang kuat
berkonsentrasi pada timbal balik antara kinerja dan stabilitas di hadapan
ketidakpastian dalam model sistem serta masukan eksogen untuk yang dikenakan
[7]. Contoh pengendali yang kuat adalah H2, H∞ dan modus
sliding. Oveisi dan Nestorovic [19] dirancang AVC balok dan kinerjanya
pendekatan ini terbukti efektif dan kuat pada percobaan mengatur di mana mode
yang lebih tinggi berlaku dalam dinamika balok cerdas. Sridevi dan
Madhavasarma [31] merancang H∞ controller yang meminimalkan getaran struktur
dan kinerja dibandingkan dengan kuadrat Gussian (LQG) pengendali linier
didasarkan pada pengurangan getaran. Dari hasil, teramati bahwa H∞
kontroler adalah paling cocok untuk proses struktural cerdas.
Omidi dan Mahmudi [35] dirancang H∞
dimodifikasi umpan balik posisi positif (HMPPF) dan H∞ dimodifikasi umpan balik
kecepatan (HMPVF) pengendali positif sebagai dua kontroler inovatif untuk
pengurangan getaran aktif dalam struktur collocated fleksibel. Amplitudo
getaran kecepatan dengan menggunakan pendekatan HMPVF berkurang lebih dari
perpindahan, yang membuat kontroler ini lebih efektif untuk tujuan pencegahan
kegagalan kelelahan.
Setelah merancang controller, perlu dioptimalkan
selama operasi. Kontroler optimasi atau tuning penting untuk menemukan
parameter kontroler terbaik untuk mengontrol getaran. Optimasi menggunakan
algoritma evolusioner (EA) telah menerima perhatian yang tak terhitung
jumlahnya untuk mencapai respon yang lebih baik di kontrol. Evolusi
algoritma (EA) adalah stochastic pencarian dan optimasi metode berdasarkan
prinsip evolusi alam dan telah menerima banyak perhatian. EA beroperasi
pada populasi solusi potensial dengan menerapkan prinsip survival of the
fittest untuk menghasilkan perkiraan berturut-turut lebih baik untuk solusi.
EA mampu menemukan solusi optimal
dalam ruang pencarian global dibandingkan dengan metode
konvensional. Zoric et al. [12] penawaran dengan AVC balok pintar
menggunakan optimasi partikel swarm (PSO) di self-tuning fuzzy logic
kontroler. Hal ini ditemukan bahwa PSO mengarah ke penekanan getaran yang
lebih baik.Saad dkk. [32] membuktikan bahwa kinerja PID disetel oleh
evolusi diferensial (DE) dan algoritma genetika (GA) menawarkan respon yang
lebih baik dibandingkan dengan metode tuning yang konvensional (Ziegler
Nichols) dalam mengoptimalkan dan tuning parameter pengontrol. Raju et al.
[27] dipekerjakan PSO dan GA untuk mengoptimalkan kontroler fuzzy dan hasil
menunjukkan bahwa PSO ditekan getaran lebih baik dari GA. Fadil dan Darus,
[34] digunakan PSO untuk tune PID dan PD controller dan dibandingkan dengan
algoritma belajar berulang (ILA). Di antara 3 controller, (PID-PSO,
PD-PSO, PID-ILA), PD-PSO ditemukan untuk menjadi yang terbaik dengan terendah
berarti kesalahan persegi. Dalam penelitian lain, tabu algoritma optimasi
koloni semut diimplementasikan di kontroler untuk menekan getaran balok
fleksibel dan hasil menunjukkan performa yang hebat dari algoritma yang diusulkan
[26,34].
Dari tiga jenis kontroler dijelaskan
sebelumnya, dapat dikatakan bahwa kontroler konvensional lebih sederhana dari
yang lain. Hal ini umumnya ditemukan untuk digunakan dalam berbagai
aplikasi karena kinerjanya. Namun, kontrol adaptif lebih baik untuk
digunakan dalam sistem kontrol yang parameter tidak diketahui, tidak pasti dan
perlahan-lahan bervariasi, seperti memelihara diinginkan kinerja di bawah
perubahan kondisi. Selain itu, termasuk teknik identifikasi sistem
real-time yang terintegrasi dengan algoritma kontrol. Hal ini untuk
memperbarui parameter model plant berdasarkan input dan output data,
menggunakan model diperbarui untuk menghitung satu set baru parameter
controller, dan kemudian menghitung output kontrol berikutnya [7]. Sedangkan
metode kontrol pengendali yang kuat dapat diterapkan untuk mengukur kinerja
perubahan dari sistem kontrol dengan mengubah parameter sistem. Hal ini
sangat cocok dikembangkan jika sistem kurangnya ketahanan dari sistem mekanik
karena dinamika termodelkan dan gangguan eksternal.
Kadang-kadang kompleksitas hukum
kontrol dapat mempengaruhi keakuratan sistem "s kinerja. Namun,
optimasi juga memainkan peran penting dalam memastikan sistem kontrol
berkinerja baik. Meskipun controller yang digunakan adalah tipe sederhana,
tetapi jika algoritma optimasi yang dipilih mampu menemukan solusi optimal yang
efektif untuk controller, maka sistem akan bekerja dengan baik.
KESIMPULAN
Makalah ini disajikan tinjauan
literatur mengenai tentang kontrol vibrasi aktif balok. Tujuan dari
makalah ini adalah untuk merangkum studi sebelumnya dan untuk menarik para
peneliti atau insinyur untuk terlibat studi dan pengembangan AVC dalam bidang
apapun mengenai penerapannya. Konsep AVC secara singkat dibenarkan
berdasarkan metodologi yang berbeda dari pemodelan balok dan mengendalikan
getaran. Metode yang disajikan dalam makalah ini secara luas diterapkan
AVC balok fleksibel dan membuktikan bahwa metode yang sangat bekerja dengan
baik dalam penindasan getaran.
UCAPAN TERIMA KASIH
Para penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada
Universitas Malaysia Perlis untuk menyediakan fasilitas untuk melakukan
penelitian ini. Penelitian ini didanai oleh Departemen Pendidikan Malaysia
melalui Penelitian Fundamental Hibah No. FRGS 9003-00451.
REFERENSI
MS Saad, H.Jamaluddin, dan IZM
Darus, "Getaran Active
Pengendalian Fleksibel Beam Menggunakan Differential
Evolution
Optimisation, "di Dunia Akademi Sains dan Teknologi, (2012),
hlm. 419-426.
D.Wu, L.Huang, B.Pan, Y.Wang, dan
S.Wu, "Studi Eksperimental
Dan Simulasi Numerik Aktif Vibration Control of A Highly
Fleksibel Beam Menggunakan piezoelectric Cerdas
Material, "Aerospace Sains dan Teknologi, vol. 37,
(2014), hlm. 10-19.
MS Saad, H. Jamaluddin, dan IZM
Darus, "Getaran Active
Pengendalian Fleksibel Beam Sistem Menggunakan Proporsional
Kontrol
Skema Dalam terbatas Perbedaan Simulasi Platform,
"di Fourth Konferensi Internasional tentang Modeling,
Simulasi dan Terapan
Optimasi, (2011),
pp.1-5 ..
S.Kumar, R.Srivastava dan
RKSrivastava, "Active Vibration Control Smart Piezo Cantilever Beam
Menggunakan PID Kontroler", International Jurnal
Penelitian Teknik dan Teknologi, vol. 3, (2014),
hlm. 392-399.
T. Nestorović, N. Durrani, dan M.
Trajkov, "Model Eksperimental
Identifikasi dan Getaran Kontrol Smart Cantilever Beam
Menggunakan piezoelectric Actuators dan Sensor, "Journal
of Electroceramics, vol. 29, (2012), hlm. 42-55.
J.Fei, Y.Fang, dan C.Yan, "The
Studi Banding Vibration Control Struktur Fleksibel Menggunakan Smart
Materials," Matematika Masalah Teknik, (2010).
R.Alkhatib dan MFGolnaraghi,
"Active Struktural Vibration Control: A Review," Shock The
dan Getaran Digest, vol. 35 (2003), hlm. 367-383.
USDixit, metode elemen
hingga untuk insinyur. Singapura: Cengage Learning Asia 2009.
RC Baker, Sebuah Panduan
Pengantar untuk Finite Element anlysis. 2004.
PKTripathi dan KVGangadharan,
"Desain dan Implementasi Active Vibration Control Dalam Struktur
Cerdas," International Journal Penelitian dan Ulasan
di Mechatronic Desain dan Simulasi, vol. 2, (2012), hlm.
92-98.
J.Zhang, L.He, dan E.Wang,
"getaran kontrol Active struktur cerdas piezoelektrik," Journal
of Komputer, vol. 5, (2010), hlm. 401-409.
Pengendalian Smart Komposit Beam Menggunakan PID
Controller, "Pintar
Bahan dan Struktur, vol. 22,
(2013).
Z. Qiu, X. Zhang, dan C.Ye,
"Getaran Suppression dari Fleksibel piezoelectric Beam Menggunakan BP
Neural Network Controller,"Acta Mechanica Solida Sinica, vol. 25,
(2012), hlm. 417-428.
PP Arun, B.Ananthakrishnan dan,
KVGangadharan, "Studi tentang
Pemodelan dan Prototyping dari Real
Time Keluaran Masukan Pengendali Untuk Kontrol Aktif Individu Serta Beberapa
Mode dominan Lentur Getaran Dalam Sistem Cerdas, "
Jurnal Getaran dan Pengendalian 2014.
P.Lengvarský, J.Bocko, dan M.Hagara,
"Analisis Modal dari Titan Cantilever Beam Menggunakan ANSYS dan
SolidWorks," AmerikaJurnal Teknik Mesin, vol.1,
(2013), hlm. 271-275.
A.Oveisi dan T.Nestorović,
"Robust Mixed H2 / H∞ Aktif Getaran Pengendali Dalam Attenuation Smart
Beam," Facta Universitatis,vol. 12, (2014), hlm.
235-249.
S.Khot, NP Yelve, R. Tomar, S.Desai,
dan S.Vittal, "Active
Getaran Pengendalian Cantilever Beam Dengan Menggunakan
Keluaran Berdasarkan PID
Feedback Controller, "Journal
of Getaran dan Pengendalian, vol. 18, (2012), hlm. 366-372.
SH Mirafzal, AM Khorasani, dan AH
Ghasemi, "Mengoptimalkan
Waktu tunda Masukan Untuk Active Getaran Kontrol Cantilever
sebuah
Beam Menggunakan Algoritma
Genetika, "Journal of Getaran dan Kontrol 2015.
G.Shouwei, G.Zhiyuan, S.Yong,
Y.Jincong, Z.Xiaojin "Kinerja
Analisis dan Perbandingan FXLMS dan Algoritma FULMS Untuk
Struktur aktif Vibration Control,
"di Konferensi Internasional Muka Kontrol Komputer, vol.1,
(2010), hlm. 197-201.
D.Chhabra, K.Narwal, dan P.Singh,
"Desain dan Analisis piezoelectric Cerdas Beam Untuk Active Vibration
Control,"
International Journal of Muka Riset dan Teknologi, vol. 1,
(2012), hlm. 1-5.
FYMohammed, YYMohammed, dan
HAHussein, "Sistem Identifikasi-Non Linear Sistem Menggunakan Algoritma
Genetik untuk
Pengembangan Active Algoritma Kontrol
Getaran, "Al-Mansour Journal, vol. 18, (2012).
MA Fadil, NAJalil, dan IZM Darus,
"Cerdas PID Kontroler
Menggunakan Algoritma Belajar
Iteratif Untuk Getaran Pengendali aktif Fleksibel Beam, "di IEEE
Simposium Komputer dan Informatika, (2013), hlm. 80-85.
M. Mohamad, MO Tokhi, dan M. Omar,
"Continuous Ant Colony
Optimisation Untuk Active Getaran Pengendalian Fleksibel
Beam
Struktur, "IEEE
Inernational Konferensi Mekatronika, (2011), pp.803-808.
V.Raju, D.Maheswari, dan SKPatnaik,
"Active Getaran Kontrol Piezo digerakkan Cantilever Beam Menggunakan
PSO," dalamConference Elektronik dan Ilmu Komputer, pp.1-5
2012.
NAJalil, IZMDarus dan M.Mohamad,
"Neuro-Juzzy Identifikasi Struktur Fleksibel Beam," Konferensi
Kontrol, Sistem dan Informatika Industri, (2012), pp.185-190.
IZM Darus dan MOTokhi,
"Parametric dan Non-Parametrik Identifikasi dari Dua Struktur Fleksibel
Dimensi," Journal of Low Frequency, Kebisingan dan
Getaran dari Kontrol Aktif , vol.
25, (2006), pp.119-143
JB Lennert Anderson, Ulf Johnsson,
Karl Henrik Johanson, "Sebuah manual untuk identifikasi sistem,"
2000.
M.Sridevi dan P.Madhavasarma,
"Model Identifikasi dan Smart Struktur Vibration Control Menggunakan H∞
controller," Internation
152905-4848-IJET-IJENS © Oktober 2015
IJENS
IJENS
