El control activo de la vibración es la aplicación activa de fuerza de manera igual y opuesta a las fuerzas impuestas por la vibración externa . Con esta aplicación, se puede mantener un proceso industrial de precisión en una plataforma esencialmente libre de vibraciones.
Muchos procesos industriales de precisión no pueden tener lugar si la maquinaria se ve afectada por vibraciones. Por ejemplo, la producción de obleas semiconductoras requiere que las máquinas utilizadas para las etapas de fotolitografía se utilicen en un entorno esencialmente libre de vibraciones o las características submicrométricas se verán borrosas. El control activo de vibraciones ahora también está disponible comercialmente para reducir la vibración en helicópteros, ofreciendo mayor comodidad con menos peso que las tecnologías pasivas tradicionales.
En el pasado, se utilizaron técnicas pasivas. Estos incluyen amortiguadores de vibraciones tradicionales , amortiguadores y aislamiento de base .
El sistema de control de vibraciones activo típico utiliza varios componentes:
- Una plataforma masiva suspendida por varios controladores activos (que pueden usar bobinas de voz , hidráulica , neumática , piezoeléctrica u otras técnicas)
- Tres acelerómetros que miden la aceleración en los tres grados de libertad
- Un sistema de amplificador electrónico que amplifica e invierte las señales de los acelerómetros. Se puede utilizar un controlador PID para obtener un mejor rendimiento que un simple amplificador inversor.
- Para sistemas muy grandes, componentes neumáticos o hidráulicos que proporcionan la alta potencia de accionamiento requerida.
Si la vibración es periódica , entonces el sistema de control puede adaptarse a la vibración en curso, proporcionando así una mejor cancelación de la que se habría proporcionado simplemente reaccionando a cada nueva aceleración sin hacer referencia a las aceleraciones pasadas.
Numerosos investigadores han implementado con éxito la estrategia de control activo de vibraciones para la atenuación de vibraciones de estructuras de vigas , placas y cáscaras . [1] [2] [3] [4] [5] [6] Para una estrategia de control de vibración activa, la estructura debe ser lo suficientemente inteligente como para detectar perturbaciones externas y reaccionar en consecuencia. Para desarrollar una estructura activa (también conocida como estructura inteligente), los materiales inteligentes deben estar integrados o incrustados en la estructura. La estructura inteligente incluye sensores (deformación, aceleración, velocidad, fuerza, etc.), actuadores (fuerza, inercia, deformación, etc.) y un algoritmo de control ( retroalimentación o retroalimentación ). [1] Se ha investigado y fabricado el número de materiales inteligentes a lo largo de los años; algunos de ellos son aleaciones de memoria de forma , piezoeléctricos materiales, fibras ópticas , electro-reológico fluidos, materiales magneto-strictive. [7]
Ver también
- Control de ruido activo
- Fluido magnetorreológico
- Auriculares con cancelación de ruido
Referencias
- ↑ a b Preumont, A. (2011). Control de vibraciones de estructuras activas: una introducción . Saltador.
- ^ Vasques, CMA; Dias Rodrigues, J. (1 de septiembre de 2006). "Control activo de vibraciones de vigas piezoeléctricas inteligentes: Comparación de estrategias de control de retroalimentación óptimas y clásicas". Computadoras y estructuras . Estructuras adaptativas compuestas: modelado y simulación. 84 (22-23): 1402-1414. doi : 10.1016 / j.compstruc.2006.01.026 .
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- ^ Sharma, Anshul; Kumar, Rajeev; Vaish, Rahul; Chauhan, Vishal S. (1 de septiembre de 2014). "Rendimiento de materiales piezoeléctricos sin plomo en el control de vibraciones activas estructurales". Revista de estructuras y sistemas de materiales inteligentes . 25 (13): 1596–1604. doi : 10.1177 / 1045389X13510222 . ISSN 1045-389X .
- ^ Sharma, Anshul; Kumar, Rajeev; Vaish, Rahul; Chauhan, Vishal S. (15 de septiembre de 2015). "Control activo de vibraciones del reflector de la antena espacial en un amplio rango de temperatura". Estructuras compuestas . 128 : 291-304. doi : 10.1016 / j.compstruct.2015.03.062 .
- ^ Gandhi, MV (1992). Materiales y estructuras inteligentes . Saltador.