Kompensacja drgań belki kompozytowej przy wykorzystaniu aktywnych przetworników piezoelektrycznych sterowanych nieliniowym regulatorem

• Autorzy: Filipek P.

Warianty tytułu

EN

Compensation of mechanical vibrations of composite beam by using piezoelectric actuators with nonlinear controller

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań układu kompensacji drgań mechanicznych belki jednostronnie utwierdzonej przy wykorzystaniu aktuatorów piezoelektrycznych sterowanych regulatorem nieliniowym opartym na zjawisku nasycenia. Jako aktywator tłumiący drgania zastosowano przetwornik piezoelektryczny typu MFC, którego pracę nadzorował procesor DSP. Przeprowadzone badania numeryczne i laboratoryjne wykazały dużą skuteczność działania algorytmu, ale tylko przy dopasowaniu częstotliwości regulatora do pobudzenia belki, oraz wykazały znaczne pogorszenie tłumienia drgań przy ich odstrojeniu lub nieoptymalnych parametrach regulatora.

EN

Damping of active vibrations of a cantilever beam by a piezoelectric actuator with nonlinear controller based on saturation phenomena is analysed in the paper. The MFC M-8503P1 (Macro Fiber Composite) element is used as a piezoactuator in the laboratory setup. The control algorithm is computed by TMS320F2812 DSP system. Both numerical and laboratory tests confirmed high efficiency of the considered method, but only for the optimal controller parameters and the external force frequency equal to the beam natural frequency. Even the difference between the frequencies equal to 1% caused a considerable loss of algorithm performances. Unsuitable controller parameters have a similar effect on vibration compensation causing increase in the vibration amplitude and appearance of additional oscillations. In a real system the natural beam frequency can vary during operation with the change of ambient conditions and ageing effect. Thus, there is a need for an adaptive system adjusting frequency and parameters of the controller. The investigated control method is very sensitive to external noises resulting in piezoactuator excitation, and because of that it is necessary to implement analog and digital low-pass filters.

Słowa kluczowe

PL

aktywne tłumienie drgań mechanicznych; piezoelektryk aktywny; regulacja nieliniowa

EN

active vibration damping; nonlinear control

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 5
• Strony: 423--426
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Filipek P.

• Katedra Napędów i Maszyn Elektrycznych,

Bibliografia

• [1] Oueini S. S., Naufeh A. H., Pratt J. R.: A nonlinear vibration absorber for flexible structures. Kluwer Academic Publishers, Netherlands 1998, pp. 259-282.
• [2] Jarzyna W., Augustyniak M., Warmiński J., Bocheński M.: Modelowanie i tłumienie drgań piezoelektrycznych kompozytowych układów wykonawczych. Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym „SENE 2009”, Łódź 18-20 XI 2009.
• [3] Filipek P., Augustyniak M., Bocheński M.: Control of Active Piezoelectric Beam System Applying DSP-based Controller. 6TH Int. Conf. “New Electrical and Electronic Technologies and Their Industrial Implementation” NEET 2009. Zakopane, Poland 2009.