Simulation study of the non-collocated control of a cantilever beam

• Autorzy: Tuma J. , Mahdal M. , Suranek P.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/7494/mech.2013.32.3.110

Warianty tytułu

PL

Badania symulacyjne aktywnego sterowania drganiami belki wspornikowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article deals with the simulation of the active vibration control of a cantilever beam. For these purposes, a lumped parameter model has been developed and the simplest controller has been designed to ensure the structural stability of the control loop. The controller is of a proportional velocity feedback type. The control loop can also be stable in the case of a very small inherent damping of the cantilever beam. The lumped-parameter model is based on the Euler-Bernoulli beam theory. The developed tools can be used to simulate the collocated and non-collocated active vibration control. Since this article is intended to study the behaviour of a non-collocated control system of the transducer is sensing the vibration of the free end of the beam, while the actuator force acts near the fixed end.

PL

Artykuł dotyczy symulacji aktywnego sterowania drganiami belki wspornikowej. W tym celu zaproponowano model o parametrach skupionych oraz najprostszy regulator, który zapewnia stabilność strukturalną. Zastosowano regulator proporcjonalny, z prędkościowym sprzężeniem zwrotnym. Pętla sterowania może być stabilna nawet w przypadku bardzo małego tłumienia drgań własnych belki. Model o parametrach skupionych został wyprowadzony na podstawie teorii Eulera-Bernoulliego. Zaproponowane podejście może zostać zastosowane do symulacji aktywnego sterowania drganiami w przypadku, gdy czujnik i element wykonawczy są umieszczone w tym samym miejscu bądź w różnych miejscach na belce. Ponieważ artykuł dotyczy badań własności aktywnego sterowania drganiami w drugim z tych przypadków,przetwornik pomiarowy drgań został umieszczony na swobodnym końcu belki, natomiast element wykonawczy działa na utwierdzonym końcu.

Słowa kluczowe

EN

cantilever beam; non-collocated control; simulation; active suppression of vibrations

PL

belka wspornikowa; sterowanie; symulacja; aktywna redukcja drgań

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 32, no. 3
• Strony: 110--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wyk., tab.

Twórcy

autor

Tuma J.

• Faculty of Mechanical Engineering, VŠB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

autor

Mahdal M.

• Faculty of Mechanical Engineering, VŠB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

autor

Suranek P.

• Faculty of Mechanical Engineering, VŠB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Chudnovsky V., Kennedy D., Mukherjee A., Wendlandt J. 2006, Modeling Flexible Bodies in SimMechanics and Simulink. MathWorks, http:// www.mathworks.com/com- pany/newsletters/articles/modeling-flexible-bodies-in-simmechanics-and-simulink.html.
• 2. Flugge W. (ed.) 1962, Handbook of Engineering Mechanics. McGrow Hill.
• 3. Genta G. 2009, Vibration Dynamics and Control. Springer.
• 4. Hi J., Fu Z.F. 2001, Modal Analysis. Butterworth Heinemann, Oxford.
• 5. Khot S.M., Yelve N.P., Iyer R. 2012, Extraction of System Model from Finite Element Model and Simulation Study of Active Vibration Control,Advanced in vibration engineering, vol. 11 (3), pp. 259–280.
• 6. Preumont A., Seto K. 2008, Active Control of Structures. Wiley.
• 7. Shames I.H., Dym C.I. 2006, Energy and finite element methods in structural mechanics. New Age International (P) Limited Publishers.
• 8. Šuránek P., Tůma J. 2013a, Experiments with the active vibration control of a cantilever beam. Proceedings of the 11th International Conference on Vibration Problems (9-13 September 2013), Lisbon, Portugal.
• 9. Šuránek P., Mahdal M., Tůma J., Zavadil J. 2013b, Modal analysis of the cantilever beam. Proceedings of the 14th International Carpathian Control Conference (ICCC 2013, May 26–29 2013), Rytro, Poland, pp. 367–372.