طرّاحی کنترل غیرفعّال و فعّال ارتعاشات یک سیستم آیروالاستیک

سیستم ها و پدیده های آیروالاستیک، از مسائل مورد توجّه و علاقه در صنایع مرتبط با علوم هوافضا می باشند. کارِ حاضر، به بررسی حوزه ها ی درگیر در رویکرد طرّاحی کنترل غیرفعّال و فعّال ارتعاشات یک سیستم آیروالاستیک، پرداخته است و با تعریف این حوزه ها، روش مناسبی را جهت مشارکت و سازماندهی آن ها در فرآیند طرّاحی، به کار می گیرد. بدین منظور، کنترل آیروالاستیک یک سیستم بال-فلپ دو بعدی، تحتِ بارگذاری آیرودینامیکی ناپایا و در یک میدان جریان پتانسل تراکم ناپذیر، مدنظر قرار داده شده است. در ابتدا، مدل سازی و تحقّق های متداول این سیستم در حوزه ی زمان، ارائه و با یکدیگر مقایسه می گردند. سپس، روش های کنترل غیرفعّال و فعّال، به صورت همزمان، در یک چهارچوب کاری بهینه سازی طرّاحی چند موضوعی مورد استفاده قرار می گیرند تا پدیده ی آیروالاستیکِ فلاتر را که یک ناپایداری مخرّب و نتیجه ی تداخل بین نیروهای آیرودینامیک، اینرسی و الاستیک است، سرکوب نموده و سطح ارتعاشات سیستم را کاهش دهند. تئوری کنترل بهینه ی خطّی، جهت پیاده سازی یک کنترلر فیدبکِ حالت، به کار گرفته شده است. علاوه براین، به علت حضور متغیّرهای حالت به اصطلاح پس-فاز آیرودینامیکی در سیستم، که غیرقابل اندازه گیری هستند، از رویتگر مرتبه کاهش یافته ی لیونبرگر با یک رویکرد بهینه استفاده گردیده است. سرانجام، مدل یک پارچه ی آیروالاستیک و کنترل، به صورت همزمان، با فرموله سازی یک مسئله ی بهینه سازی چند هدفی ایده آل، بهینه می گردد. نتایج شبیه سازی سیستم بال-فلپ براساس رویکرد بهینه سازی طرّاحی چند موضوعی، بهبود در عملکرد کلی سیستم را نسبت به روش های طرّاحی مرسوم کنترل بهینه، نشان می دهند.