بهینه سازی مکان سنسورها در صفحه ارتعاشی با معیارهای مودال و اطلاعات سازه

تعیین آرایش بهینه سنسورها در سازه های صفحه ای نقش اساسی در افزایش دقت شناسایی مودال دارد و انتخاب نادرست مکان سنسورها می تواند موجب کاهش تفکیک پذیری مودها و خطا در مدل سازی ارتعاشی شود. در این پژوهش، مسئله بهینه سازی مکان سنسورها برای یک صفحه مستطیلی گیردار با هدف ارتقای کیفیت شناسایی مودال بررسی شده است. در این راستا، دو معیار شاخص همبستگی یا تطابق مودال (مک) و ماتریس اطلاعات فیشر به عنوان توابع هدف مورد استفاده قرار گرفته اند. برای حل مسئله، سه روش فراابتکاری شامل الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی تجمع ذرات و رقابت استعماری به کار گرفته شده است که استفاده از روش رقابت استعماری در این حوزه برای نخستین بار گزارش می شود و از نوآوری های تحقیق حاضر است. مدل سازی صفحه و استخراج مودهای طبیعی با بهره گیری از روش اجزای محدود در یک نرم افزار تحلیل سازه ای انجام شده است. نتایج نشان می دهد شاخص همبستگی مودال چیدمان سنسورها را به گونه ای تعیین می کند که تفکیک پذیری مودال به طور معناداری بهبود می یابد، درحالی که معیار اطلاعات فیشر گرایش به تمرکز سنسورها در نواحی مرزی داشته و کارایی کمتری در بازشناسی مودال ارائه می کند. مقایسه الگوریتم ها نیز نشان می دهد رقابت استعماری و الگوریتم ژنتیک همگرایی پایدارتر و عملکرد قابل اطمینان تری نسبت به بهینه سازی تجمع ذرات دارند. اعتبار نتایج با مقایسه چیدمان های به دست آمده با الگوهای مرجع ارزیابی و تایید شده است.

کلیدواژه ها:

انتخاب مکان سنسور ، شاخص همبستگی مودال ، ماتریس اطلاعات فیشر ، صفحه ارتعاشی ، الگوریتم رقابت استعماری