Cómo hacer bien el control activo de vibraciones

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Gracias por A2A

Supongo que la pregunta es sobre vibraciones mecánicas. No tengo experiencia profesional en control de vibraciones. Pero de cualquier conocimiento que tenga, el control activo de la vibración se puede lograr instalando / conectando amortiguadores al sistema vibratorio. Esto podría ser algo de masa (digamos 5-10% de la masa del sistema o incluso más dependiendo del sistema).

Por ejemplo, considere el caso de un péndulo simple (una cuerda y una masa), todos sabemos que oscila una vez desplazado de su posición de equilibrio. Adjunte otro péndulo de cadena de masa (digamos 5% de la masa original y cadena de la misma longitud porque la frecuencia natural de ambas masas sería la misma) a la masa original. La segunda masa actúa como un amortiguador. Si le da un desplazamiento al sistema y lo deja sin vibración, la segunda masa siempre se opondría al movimiento de la primera masa, pruébelo y vea. Entonces la amplitud de vibración de la masa original seguiría reduciendo cada ciclo. Finalmente, cuando la amplitud de la oscilación de la masa original se acerca a cero, la amplitud de la oscilación de la segunda masa alcanzaría su amplitud máxima. Lentamente, esta energía se transferiría a la primera masa y la amplitud de su oscilación aumenta nuevamente, mientras que la amplitud de la oscilación de la segunda masa disminuye. Este ciclo (aumento de amplitud y luego disminución de amplitud) continuaría por algún tiempo hasta que ambas masas se detengan debido a la resistencia del aire. Este sistema es efectivo solo en vibraciones libres y cuando la frecuencia de excitación coincide con la frecuencia natural del sistema. Tal control se llama control pasivo. Pruébalo, puedes observarlo.

Como dije, la amortiguación ocurrirá disminuyendo y aumentando la amplitud de la oscilación (sin olvidar que la tendencia general sería la disminución de la amplitud). Se puede lograr un mejor control si tenemos cierto control sobre la segunda masa, de modo que podamos hacer que se mueva / acelere de acuerdo con nuestras instrucciones / señales que resistan la aceleración de la masa real. Aquí, incluso si la frecuencia de forzamiento es diferente, se puede lograr algún tipo de control y esto se denomina control activo. El éxito del control depende de la masa del amortiguador (la segunda masa) y la máxima aceleración y desaceleración posibles del amortiguador (segunda masa). La fuerza sobre la segunda masa o amortiguador debe ser dada por un agente externo dependiendo de la aceleración del sistema, es decir, la masa original en cuestión. Por lo tanto, es un sistema de retroalimentación, debe sentir la aceleración del sistema y, dependiendo de su magnitud y dirección, el agente de fuerza externo debe excitar la masa de amortiguación. Este es un fuerte traje de ingenieros eléctricos (ingenieros de sistemas de control). Dependiendo de la configuración de su sistema, debe decidir qué tipo de amortiguador se debe conectar.

Hasta ahora solo he hablado de amortiguadores. Si la fuerza excitante en el sistema no es continua y si es ocasional, se pueden tomar ciertas otras medidas. Por ejemplo, si hay una cuerda que vibra y si la vibración es ocasional, podemos aflojar la cuerda en el momento en que comienza a vibrar. Una vez que se detiene podemos apretarlo. Obviamente podemos automatizar esto. Por lo tanto, todo depende de la configuración del sistema, la naturaleza de la fuerza que actúa sobre él y la funcionalidad / utilidad del sistema. Dependiendo de estos factores, podemos llegar a n un número de ideas.

Espero que esto ayude