Un método basado en saturación para el control de resonancia primaria de un manipulador flexible
Autores: Geng, Ruihai; Bian, Yushu; Zhang, Liang; Guo, Yizhu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método basado en saturación para el control de resonancia primaria de un manipulador flexible
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Resonancia
Método de control
Manipulador flexible
Absorbedor de vibraciones
Saturación
Supresión de la resonancia primaria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Cuando ocurre la resonancia primaria, incluso una pequeña perturbación externa puede excitar abruptamente vibraciones de gran amplitud y deteriorar el rendimiento de trabajo de un manipulador flexible. La mayoría de los métodos de control activo son efectivos para vibraciones no resonantes, pero no para la resonancia primaria. En vista de esto, este artículo propone un nuevo método de control basado en saturación no lineal para suprimir la resonancia primaria de un manipulador flexible considerando el complicado acoplamiento rígido-flexible y el acoplamiento modal. Se diseña un absorbedor de vibraciones con rigidez/amortiguamiento variable para establecer un canal de intercambio de energía para la saturación. Se sugiere una idea novedosa de mejora del acoplamiento modal para mejorar el rendimiento de saturación al fortalecer la relación de acoplamiento entre el modo del absorbedor de vibraciones y el modo controlado del manipulador flexible. A través del análisis de estabilidad de la respuesta de resonancia primaria del manipulador flexible con el absorbedor de vibraciones, se establece con éxito el mecanismo de saturación y se valida la efectividad del algoritmo de control por saturación. Sobre esta base, se extraen y emplean varios índices importantes para optimizar el control por saturación. Finalmente, se llevan a cabo una serie de simulaciones de prototipos virtuales y experimentos para verificar la viabilidad del método de control basado en saturación sugerido. Esta investigación contribuirá a la supresión de la resonancia primaria de un manipulador flexible bajo un entorno de excitación externa complejo.
Descripción
Cuando ocurre la resonancia primaria, incluso una pequeña perturbación externa puede excitar abruptamente vibraciones de gran amplitud y deteriorar el rendimiento de trabajo de un manipulador flexible. La mayoría de los métodos de control activo son efectivos para vibraciones no resonantes, pero no para la resonancia primaria. En vista de esto, este artículo propone un nuevo método de control basado en saturación no lineal para suprimir la resonancia primaria de un manipulador flexible considerando el complicado acoplamiento rígido-flexible y el acoplamiento modal. Se diseña un absorbedor de vibraciones con rigidez/amortiguamiento variable para establecer un canal de intercambio de energía para la saturación. Se sugiere una idea novedosa de mejora del acoplamiento modal para mejorar el rendimiento de saturación al fortalecer la relación de acoplamiento entre el modo del absorbedor de vibraciones y el modo controlado del manipulador flexible. A través del análisis de estabilidad de la respuesta de resonancia primaria del manipulador flexible con el absorbedor de vibraciones, se establece con éxito el mecanismo de saturación y se valida la efectividad del algoritmo de control por saturación. Sobre esta base, se extraen y emplean varios índices importantes para optimizar el control por saturación. Finalmente, se llevan a cabo una serie de simulaciones de prototipos virtuales y experimentos para verificar la viabilidad del método de control basado en saturación sugerido. Esta investigación contribuirá a la supresión de la resonancia primaria de un manipulador flexible bajo un entorno de excitación externa complejo.