Supresión de Vibraciones Estructurales Usando un Controlador de Modo Deslizante Terminal No Singular Basado en un Observador de Estado Extendida de Orden Reducido con un Actuador Inercial
Autores: Zhai, Juan; Li, Shengquan; Tan, Gongli; Li, Juan; Xu, Zhuang; Zhang, Luyao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Supresión de Vibraciones Estructurales Usando un Controlador de Modo Deslizante Terminal No Singular Basado en un Observador de Estado Extendida de Orden Reducido con un Actuador Inercial
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Diseño
Observador de estado extendido de orden reducido
Sistema de control de vibraciones
Perturbaciones
Armónicos superiores
Excitaciones externas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, nuestro objetivo principal fue diseñar un controlador activo de vibraciones basado en un observador de estado extendido de orden reducido para un sistema de control de vibraciones estructurales con perturbaciones totales, es decir, incertidumbres del modelo, armónicos superiores y excitaciones externas. Se propone un método de control de vibraciones basado en un observador de estado extendido de orden reducido (RESO) y modo deslizante terminal no singular (RESO-NTSMVC) para la supresión de vibraciones de una estructura de placa totalmente sujeta con un actuador inercial. Primero, se estableció un modelo de espacio de estados de segundo orden de la placa delgada, con un actuador inercial, resolviendo la ecuación diferencial parcial dinámica y analizando el modelo físico. En segundo lugar, se estimaron y compensaron las perturbaciones totales, es decir, incertidumbres del modelo, armónicos superiores y excitaciones externas, utilizando un RESO a través de una parte de avance. En tercer lugar, se diseñó un NTSMVC basado en un valor estimado para obtener una tasa de seguimiento rápida y un rendimiento efectivo de supresión de vibraciones. Además, se demostró la estabilidad del sistema en lazo cerrado utilizando un criterio de estabilidad de Lyapunov. Finalmente, se construyó un instrumento experimental semi-físico basado en el entorno en tiempo real de MATLAB/Simulink y la tarjeta de adquisición NI-PCIE6343 para verificar el fuerte rendimiento anti-perturbaciones y el rendimiento efectivo de control de vibraciones del método diseñado. Los resultados de la comparación experimental mostraron que las amplitudes de vibración del método propuesto podrían reducirse en 11.7 dB, mientras que el método tradicional de control de vibraciones basado en un observador de estado extendido y modo deslizante terminal no singular (ESO-NTSMVC) logró un efecto de control de solo 6.5 dB. Los resultados experimentales comparativos mostraron que el método propuesto poseía un mejor rendimiento de supresión de vibraciones y rendimiento anti-perturbaciones.
Descripción
En este artículo, nuestro objetivo principal fue diseñar un controlador activo de vibraciones basado en un observador de estado extendido de orden reducido para un sistema de control de vibraciones estructurales con perturbaciones totales, es decir, incertidumbres del modelo, armónicos superiores y excitaciones externas. Se propone un método de control de vibraciones basado en un observador de estado extendido de orden reducido (RESO) y modo deslizante terminal no singular (RESO-NTSMVC) para la supresión de vibraciones de una estructura de placa totalmente sujeta con un actuador inercial. Primero, se estableció un modelo de espacio de estados de segundo orden de la placa delgada, con un actuador inercial, resolviendo la ecuación diferencial parcial dinámica y analizando el modelo físico. En segundo lugar, se estimaron y compensaron las perturbaciones totales, es decir, incertidumbres del modelo, armónicos superiores y excitaciones externas, utilizando un RESO a través de una parte de avance. En tercer lugar, se diseñó un NTSMVC basado en un valor estimado para obtener una tasa de seguimiento rápida y un rendimiento efectivo de supresión de vibraciones. Además, se demostró la estabilidad del sistema en lazo cerrado utilizando un criterio de estabilidad de Lyapunov. Finalmente, se construyó un instrumento experimental semi-físico basado en el entorno en tiempo real de MATLAB/Simulink y la tarjeta de adquisición NI-PCIE6343 para verificar el fuerte rendimiento anti-perturbaciones y el rendimiento efectivo de control de vibraciones del método diseñado. Los resultados de la comparación experimental mostraron que las amplitudes de vibración del método propuesto podrían reducirse en 11.7 dB, mientras que el método tradicional de control de vibraciones basado en un observador de estado extendido y modo deslizante terminal no singular (ESO-NTSMVC) logró un efecto de control de solo 6.5 dB. Los resultados experimentales comparativos mostraron que el método propuesto poseía un mejor rendimiento de supresión de vibraciones y rendimiento anti-perturbaciones.