We use the elitist and extinction policies to improve the simple genetic algorithm in this study. We expect that the search technique can avoid falling into the local maximum due to the premature convergence, and the chance of finding the near-optimal parameter in the larger searching space could be obviously increased. The accelerometer is then taken as the sensor for output measurement, and the designed controller is implemented to actively suppress the vibration of the plain that is due to the excitation effect of the high-speed and precision positioning of the linear motor. From the computer simulations and the experimented results, it is obvious that the near-optimal controller designed by using genetic approach with elitist and extinction can improve the effect of vibration suppression; the settling time is also decrease. For the vibration suppressions of high-speed precision positioning problems, the results are satisfactory in the cases of short, middle and long distance.

Abstract We use the non-binary coding ,elitist strategy, increasing mutation rate, extinction, and immigration strategy to improve the simple genetic algorithms in this study. We expect that the search technique can avoid falling into the local optimum due to the premature convergence, and purse the chance that finding the near-optimal parameters in the larger searching space could be obviously increased. The accelerometer is then taken as the feedback sensor for output measurement, and the designed actuator and the PID fuzzy logic controller (PIDFLC) is implemented to actively suppress the vibration of the supporting mechanism that is due to the excitation effect of the high-speed and precision positioning action of the linear motor. From the computer simulations and the experimental results, it is obvious that the near-optimal PIDFLC controller designed by modified genetic algorithms can improve the effect of the vibration suppression; the settling time is also decrease. For the vibration suppressions of high-speed precision positioning problems, the vibrating supporting mechanism can quickly be stabilized.

Thesis (doctoral)--Helsinki University of Technology, 2009. / Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Thesis (Ph. D.)--Worcester Polytechnic Institute. / Keywords: Stochastic optimal control; dynamic programming; Hamilton-Jacobi-Bellman equation; Random vibration. Keywords: Stochastic optimal control; dynamic programming; Hamilton-Jacobi-Bellman equation; Random vibration; energy balance method. Includes bibliographical references (p. 86-89).

No description available.

Dissertation (PhD)--University of Stellenbosch, 2007. / Bibliography. Also available via the Internet.

Diss. Uppsala : Uppsala universitet, 2005.

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2005. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xi, 65 p. : ill. (some col.). Vita. Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 63-64).

Desde o final da década de 1980 até os dias atuais a utilização de materiais inteligentes em sistemas de controle de vibrações e em problemas de conversão de energia mecânica em energia elétrica tem sido amplamente investigada. Entre os materiais inteligentes destacamos os piezelétricos, apresentando acoplamento entre os domínios elétrico e mecânico. Em casos de controle passivo de vibrações utiliza-se o efeito piezelétrico direto e a energia de vibração é dissipada em um circuito elétrico passivo. Apesar de não utilizarem uma fonte externa de energia, a faixa de frequências onde o controlador passivo tem bom desempenho é limitada em relação aos controladores ativos. Em problemas de controle ativo de vibrações o efeito piezelétrico inverso é utilizado. Neste caso, uma tensão elétrica de controle é aplicada aos piezelétricos para a atenuação de vibrações. Os sistemas híbridos de controle (ativo-passivo) associam circuitos passivos e uma fonte de tensão elétrica. Nesse caso, os efeitos piezelétricos direto e inverso são utilizados simultaneamente. Espera-se que a parte ativa do sistema híbrido necessite de menor potência elétrica de atuação (se comparado com um controlador ativo) além do sistema híbrido proporcionar melhor resposta estrutural que o sistema passivo isoladamente. Entretanto, os controladores ativos e híbridos apresentam desvantagens relacionadas com complexidades de uma lei de controle, necessidade de equipamentos externos e podem exigir elevada potência de atuação. Os controladores semi-passivos surgiram como uma alternativa aos pontos negativos dos controladores passivos, ativos e híbridos. Uma técnica semi-passiva chamada SSD (synchronized switch damping) consiste no chaveamento do material piezelétrico entre a condição de circuito aberto e a condição de curto-circuito (SSDS) ou a uma indutância (SSDI), em momentos específicos da vibração da estrutura. Em geral, a conversão eletromecânica de energia é amplificada assim como o efeito shunt damping. Dessa forma, os circuitos semi-passivos, assim como os passivos, têm sido utilizados tanto como controladores de vibração quanto em problemas de coleta piezelétrica de energia. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de controladores piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos na atenuação de vibrações e também em problemas aeroelásticos. O modelo piezoaeroelástico é obtido com um modelo por elementos finitos (placa de Kirchhoff) eletromecanicamente acoplado que associado a um modelo aerodinâmico não-estacionário (método de malha de dipolos) resulta um modelo piezoaeroelástico. Casos de excitação harmônica de base, entrada impulsiva e também condição de flutter são estudados. / From the late 1980s until the present date, the use of smart materials as actuators in vibration control systems and as conversers of mechanical energy into electricity has been widely investigated. Among these smart materials, the piezoelectric ones stand out, presenting a coupling between the electrical and mechanical domain. In passive vibration control, the direct piezoelectric effect is used and vibration energy is dissipated (or harvested) in a passive circuit. Although no external power source is required, the frequency bandwidth in which passive controllers have good performance is limited when compared to active controllers. In active vibration control problems, the inverse piezoelectric effect is used. In this work, a voltage source is applied on the piezoceramic patches in order to attenuate vibration. Hybrid (active-passive) vibration controllers combine passive shunt circuits with the voltage source. In this case, the direct and inverse piezoelectric effects are used simultaneously. It is expected that the active part of the hybrid system will require less energy (when compared to an active controller) and a better structural response will be obtained than the purely passive system. Nevertheless, the active and hybrid controllers present disadvantages such as complexity of a control law, require external equipment and potentially require large amounts of energy. The semi-passive controllers are a recent alternative to the drawbacks of passive, active and hybrid controllers. A semi-passive technique called SSD (synchronized switch damping) consists of using an electronic switch that the piezoelectric element is briefly switched to an electrical shunt-circuit that can be a simple short-circuit (SSDS), or a small inductance (SSDI) at specific times in the structure\'s vibration cycle (Mohammadi, 2008). In general, the electromechanical energy conversion is enhanced as well as the shunt effect damping. Therefore, the switching techniques, as well as the passive circuits, have been used both in vibration control problems and in piezoelectric energy harvesting problems. The goal of this work is to assess the performance of passive, semi-passive, active and hybrid piezoelectric controllers to attenuate vibration in aeroelastic problems. The aeroelastic model is obtained by combining an electromechanically coupled finite element model (Kirchhoff\'s plate) with an unsteady aerodynamic models (the doublet-lattice method and Roger\'s model). The case studies are carried out on an elastic wing response to a base excitation, impulse force, and the flutter condition.

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T01:31:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_MarianaZimianide_M.pdf: 3892993 bytes, checksum: a92803b64d6cc9ced6e88c9828446bbd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho propõe técnicas para o projeto das chamadas estruturas inteligentes, ou seja, aquelas estruturas que consideram simultaneamente o projeto de alguns de seus parâmetros juntamente com o projeto do controlador. Este tipo de abordagem possibilita encontrar um resultado de projeto que vai desde uma estrutura sem a necessidade do controlador ativo (ou seja, um projeto passivo) até o caso do projeto do controlador ótimo para uma estrutura específica. Este ponto de vista pode ser considerado inovador na área de projeto e controle de estruturas, pois permite buscar situações de controladores mais adequados em termos do desempenho desejado e dos custos envolvidos para controlar a estrutura. A abordagem utilizada é baseada em métodos de otimização. Neste caso, o problema de controle foi formulado usando os conceitos das desigualdades matriciais lineares e a formulação H?, que caracterizam uma metodologia atual na área de controle ótimo e robusto, permitindo ainda que outros parâmetros da estrutura possam ser considerados como variáveis de decisão, caracterizando uma otimização paramétrica da estrutura juntamente com o projeto do controlador. Neste trabalho, a otimização e o controle de vibrações de uma viga flexível foram realizados usando três tipos de estratégias de otimização, chamadas aqui de Otimização Passiva Estrutural, Otimização Ativa Serial e Otimização Ativa Simultânea. A implementação foi realizada usando o aplicativo MATLAB / Abstract: This work proposes techniques for the design of smart structures, that is, those structures that consider simultaneously the design of some of its parameters and the design of the controller. This type of approach allows to find a global design that will result either in a structure without the active controller requirement (i.e. a passive design) or the optimal controller for a specific structure. This point of view can be considered as one of the most innovative in the design and control of structures, because it provides more appropriate controllers in terms of desired performance and costs involved to control the structure. The approach used is based on optimization methods. In this case, the control design problem was formulated using the concepts of linear matrix inequalities and H? formulation, which is a current methodology in the area of robust and optimal control. It allows that other parameters of the structure can be considered as decision variables, representing a parametric optimization of structure together with the controller design. In this work, the simultaneous optimization and control for vibration suppression in a flexible beam was performed using three kinds of optimization strategies, called here as passive structural optimization, active serial optimization and active simultaneous optimization. The implementation was performed using the MATLAB software / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica