Active vibration control of smart composite beams using PSO-optimized self-tuning fuzzy logic controller

This paper presents the optimized fuzzy logic controller (FLC) with on-line tuning of scaling factors for vibration control of thin-walled composite beams. In order to improve the performances and robustness properties of FLC, the proposed method adjusts the input scaling factors via peak observer. The membership functions of the proposed FLC are optimized using the particle swarm optimization (PSO) algorithm. The composite beam is modeled by the third-order shear deformation theory (TSDT) and discretized by using the finite element method. Several numerical examples are provided for the cantilever composite beam under a periodic excitation and periodic excitation with an unexpected disturbance. In order to present the efficiency of the proposed controller, the obtained results are compared with the corresponding results in the cases of the optimized FLCs with constant scaling factors and LQR optimal control strategy.

W pracy zaprezentowano zoptymalizowany sterownik z logiką rozmytą (FLC) o bieżąco dostrajanych współczynnikach skalowania zastosowany do redukcji drgań cienkościennych belek kompozytowych. Dla poprawy efektywności i stabilności pracy sterownika zaproponowano dostrajanie współczynników skalowania na wejściu poprzez śledzenie wartości szczytowej sygnału. Funkcje przynależności sterownika FLC zoptymalizowano algorytmem roju cząstek (PSO). Rozważaną belkę kompozytową opisano modelem teorii odkształceń postaciowych trzeciego rzędu (TSDT) i zdyskretyzowano metodą elementów skończonych. Przedstawiono kilka przykładów belki wspornikowej poddanej wymuszeniu okresowemu z nieoczekiwanym zakłóceniem tego wymuszenia. W celu zeprezentowania efektywności analizowanego sterownika uzyskane wyniki porównano z istniejącymi rezultatami odpowiadającymi sterownikom FLC o stałych współczynnikach skalowania i zoptymalizowanej strategii sterowania wykorzystującej regulator liniowo-kwadratowy (LQR).