In this thesis, the performance of piezoelectric patches on investigation of vibration characteristics and active vibration control of a smart beam is presented. The smart beam is composed of eight surface-bonded piezoelectric patches symmetrically located on each side of a cantilever aluminium beam.At first, vibration characteristics of the smart beam is investigated by employment of piezoelectric patches as sensors and actuators. Smart beam is excited by either impact hammer or piezoelectric patch and the response of the smart beam particular to these excitations is measured by piezoelectric patches used as sensors. In order to investigate the performance of piezoelectric patches in sensing, the measurements are also conducted by commercially available sensing devices.Secondly, active vibration suppression of the smart beam via piezoelectric sensor/actuator pair isconsidered. For this purpose, system identification of the smart beam is conducted by using four piezoelectric patches as actuators and another piezoelectric patch as a sensor. The designed robust controller is experimentally implemented and active vibration suppression of the free and first resonance forced vibration is presented.Thirdly, active vibration control of the smart beam is studied by employment of piezoelectric patches as self-sensing actuators. Following the same approach used in the piezoelectric sensor/actuator pair case, system identification is conducted via self-sensing piezoelectric actuators and robust controller is designed for active vibration suppression of the smart beam. Finally, active vibration suppression via self-sensing piezoelectric actuators is experimentally presented.

Bu çalışmada, akıllı bir kirişin titreşim özelliklerinin bulunmasında ve titreşim kontrolünde piezoelektrik yamaların etkinliği sunulmuştur. Akıllı kiriş olarak tanımlanmış yapı, piezoelektrik yamaların tek ucu tutturulmuş ve diğer ucu serbest olan alüminyum kirişin her iki yüzeyine simetrik olarak yapıştırılmasıyla oluşturulmuştur.Çalışmanın ilk bölümünde, akıllı kirişin titreşim özellikleri piezoelektrik yamaların algılayıcı ve uyarıcı olarak kullanılmasıyla deneysel olarak araştırılmıştır. Akıllı kiriş darbe çekici ve piezoelektrik yama ile uyarılmış ve akıllı kirişin uyarıya cevabı piezoelektrik yamanın algılayıcı olarak kullanılmasıyla ölçülmüştür. Piezoelektrik yamanın etkinliğini karşılaştırmak amacıyla, akıllı kirişin uyarıya karşı cevabı, yaygın olarak kullanılan diğer tipte algılayıcılarla da ölçülmüştür.Çalışmanın ikinci bölümünde, akıllı kirişin titreşim kontrolünde piezoelektrik yamaların algılayıcı ve uyarıcı olarak kullanılması çalışılmıştır. Bu amaçla, dört adet piezoelektrik yama uyarıcı olarak ve bir adet piezoelektrik yama da algılayıcı olarak seçilmiş, sistemin analitik modeli bulunmuştur. Tasarlanan gürbüz kontrolcü deneysel olarak uygulanmış ve titreşim kontrolündeki performansı kirişin serbest ve ilk rezonans frekansındaki zorlanmış titreşim sonuçları ile gösterilmiştir.Çalışmanın üçüncü bölümünde ise, akıllı kirişin titreşim kontrolünün kendiliğinden algılayıcı olan piezoelektrik uyarıcı yama ile sağlanması üzerine çalışılmıştır. Bir önceki çalışma ile benzer yol izlenerek, öncelikle kendiliğinden algılayıcı olan piezoelektrik uyarıcı yamalar ile analitik sistem modeli oluşturulmuş ve sonrasında aktif titreşim sönümlemesi için gürbüz kontrolcü tasarlanmıştır. Son olarak da, kendiliğinden algılayıcı olan piezoelektrik uyarıcı yamaların kullanılmasıyla elde edilen deneysel titreşim kontrolü sonuçları sunulmuştur.