CHƯƠNG 4: CÁC BÀI BÁO NGHIÊN CỨU
4.4.1. Tối ưu hoá vị trí thiết bị phát động
Khối công việc lớn nhất liên quan đến tối ưu hóa cấu trúc thông minh có thể được phân loại là tối ưu vị trí thiết bị truyền động, trong đó các vị trí tối ưu của thiết bị truyền động được tìm thấy cho các cấu trúc được xác định trước. Kích thước của bộ truyền động cũng có thể được tối ưu hóa trong các bài toán bố trí bộ truyền động, nhưng cấu trúc thụ động được giả định là có hình dạng và vật liệu xác định trước. Hầu như tất cả công việc này đều tập trung vào vị trí tối ưu của các miếng vá bộ truyền động áp điện trên các cấu
trúc đơn giản chẳng hạn như trên các tấm dầm hoặc tấm.
Bảng 2: Các bài báo đề cập đến vị trí bộ truyền động tối ưu
Ở Suleman và Goncalves (1999), một số chức năng mục tiêu được xem xét đồng thời, chẳng hạn như tối đa hóa độ dịch chuyển tĩnh trung bình theo chiều dọc của chùm tia và giảm thiểu khối lượng của bộ truyền động và giảm thiểu điện áp truyền động. Các biến thiết kế là tọa độ của các cặp bộ truyền động, kích thước của các miếng vá bộ truyền động hình chữ nhật và độ dày của các miếng vá bộ truyền động. Các ràng buộc hình học được áp dụng để ngăn chặn sự chồng chất của các bộ truyền động và các bộ truyền động được đặt không đúng thứ tự. Các giới hạn trên và dưới cũng được đặt trên các biến thiết kế.
Nhiều mục tiêu được xử lý bằng cách sử dụng phương pháp lập trình vật lý (Messac, 1996). Lập trình trong vật lý, nhà thiết kế chỉ định các ràng buộc cứng và ràng buộc mềm là rất mong muốn đến rất không mong muốn, do đó loại bỏ nhu cầu về các yếu tố trọng số trong tối ưu hóa đa mục tiêu.
Adali và cộng sự (2000) xem xét một vấn đề chùm trong đó độ lệch dọc tối đa của chùm nhiều lớp được giảm thiểu bằng cách sử dụng cặp thiết bị truyền động. Khoảng cách của cặp bộ truyền động từ giá đỡ được coi là biến thiết kế. Trong cách tiếp cận thiết kế mạnh mẽ của họ, tải trọng bên ngoài không được biết trước, nhưng thuộc về miền không chắc chắn được chỉ định. Phương pháp giải chỉ được mô tả dưới dạng thuật toán tối ưu một chiều.
Trong Aldraihem et al (2000) mục tiêu là tối đa hóa khả năng kiểm soát có trọng số của dầm được hỗ trợ đơn giản hoặc dầm đúc hẫng. Các cặp miếng vá bộ truyền động áp điện được đặt sao cho chúng cung cấp khả năng điều khiển tối đa cho các chế độ có trọng số, trong đó trọng số trên các chế độ được xác định bằng cách xếp hạng đóng góp của chúng vào phản ứng tổng thể của hệ thống. Như một cách để hạn chế độ dài của bộ truyền động, một hàm phạt được bao gồm trong hàm mục tiêu. Các cặp miếng dán áp điện được cho là có độ dày và chiều rộng bằng nhau và có khả năng tự cảm nhận. Khối lượng và độ cứng của các bộ truyền động được bao gồm trong mô hình động nhưng các lớp liên kết bị bỏ qua. Phương pháp giải pháp chỉ được mô tả như một thủ tục lặp đi lặp lại.
Barboni và cộng sự. (2000) xem xét vấn đề rung động chùm tia trong đó mục tiêu là tối đa hóa sự dịch chuyển được tạo ra bởi một cặp bộ truyền động. Vị trí của bộ truyền động dọc theo chiều dài của chùm tia và bộ truyền động được lấy làm biến số thiết kế.
Vấn đề tối ưu hóa được giải quyết một cách phân tích bằng cách sử dụng giải pháp dạng khóa của các điều kiện tối ưu.
Bruant et al. (2001) tối ưu hóa cả vị trí cảm biến và cơ cấu chấp hành, nhưng xem xét chúng một cách riêng biệt. Đầu tiên, chiều dài và vị trí của bộ truyền động được tìm thấy bằng cách giảm thiểu tích phân năng lượng cơ học theo chủ đề, sau đó vị trí cảm biến được tìm thấy bằng cách tối đa hóa phép đo khả năng quan sát Grammian. Các ví dụ về dầm công xôn và cấu trúc ba dầm được trình bày.
Một vấn đề về tấm được xem xét bởi Han và Lee (1999), trong đó Grammian có thể kiểm soát trạng thái ổn định được sử dụng như một cách để tối đa hóa các giá trị riêng. Một thuật toán di truyền (GA) được sử dụng để tìm vị trí tối ưu của hai bộ truyền động từ một tập hợp 99 vùng hình chữ nhật có thể có trên đĩa. Các vị trí tối ưu của hai cảm biến sau đó được tìm thấy trong giai đoạn thứ hai. Một cách tiếp cận tương tự được thực hiện bởi Sadri et al. (1999) trong đó các phép đo khả năng kiểm soát, khả năng kiểm soát phương thức hoặc khả năng kiểm soát Grammian, được tối đa hóa. Một thuật
toán di truyền được sử dụng để đặt hai bộ truyền động áp điện trên một tấm đẳng hướng được hỗ trợ đơn giản. Kích thước tối ưu của bộ truyền động được xem xét riêng.
Các ứng dụng khác cho vị trí bộ truyền động tối ưu đã được xem xét như gương bề mặt sơ cấp hình cầu lục giác mỏng (Shen gand Kapania, 2001).