تحلیل، شبیه سازی و کنترل ارتعاشات سیستمهای متشکل از آلیاژهای حافظه دار

Abstract

در این مقاله نحوه مدلسازی دینامیک سیستم متشکل از آلیاژهای هوشمند و الگوریتم پیاده سازی آن بوسیله کامپیوتر به تفصیل بیان می شود. در آلیاژهای هوشمند، مدول الاستیستیه به علت وجود فازهای از نوع مارتنزیت و آستنیت در ساختار میکروسکوپی آلیاژ و وقوع استحاله میان آنها به صورت تابعی از زمان انجام می گیرد. در حالیکه، معادلات توصیف کننده دینامیک سیستم فرم پایه خود را (حالتی که مدول الاستیسته ثابت باشد) حفظ می کند. در محاسبه اثر استحاله در مدول الاستیسیته، کسر حجمی مارتنزیت به آستنیت پارامتر تعیین کننده می باشد. مدول الاستیسته مذکور، در زمان تغییرات خود رفتاری شبیه یک سیستم جرم – فنر – دمپر با ضرایب متغیر از خود نشان می دهد. در این تحقیق، روش جدیدی در کنترل مود لغزشی ارتعاشات به منظور کاهش پدیده نوسانات شدید سیستم کنترل ارایه شده است. در این روش، یک تابع ریاضی برای تنظیم پارامتر h در ورودی کنترلی مود لغزشی معرفی شده است. این تابع به گونه ای تعریف شده که براساس انتخاب ترم های آن توسط طراح، سیستم کنترلی می تواند با سرعت دلخواه به نزدیکی سطح لغزش برسد، سپس به آهستگی وارد لایه مرزی اطراف سطح لغزش شده و در داخل لایه مرزی رفتار ملایمی داشته باشد. به منظور بررسی تاثیر اعمال تابع فوق در الگوریتم کنترل مود لغزشی ارتعاشات بر عملکرد سیستم، مدلهای ساده شده یک سیستم یک درجه آزادی تیر با تکیه گاههای ساده، متشکل از آلیاژ حافظه دار، در شبیه سازی سیستم کنترل مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی دارای تاثیری مساعد بر عملکرد سیستم کنترل بوده و همچنین عدم قطعیت پنج درصدی در مدول الاستیسیته تاثیری بر عملکرد کنترلر ندارد.