Control activo de vibraciones en estructuras flexibles

Abstract

Cierto tipo de estructuras o sistemas mecánicos están expuestos a agentes externos como por ejemplo fuerzas o momentos que pueden alterar su dinámica. Por ejemplo, en sistemas mecánicos compuestos por estructuras flexibles generalmente se producen vibraciones indeseadas que afectan el desempeño del sistema o pueden causar daños en la estructura física del sistema mecánico. Por este motivo surge la necesidad de implementar sistemas de control de vibraciones para evitar los efectos indeseados que estas puedan ocasionar. En algunos casos se requiere controlar un cierto modo de vibrar del sistema mecánico debido a que esté (sistema mecánico) puede ser afectado por un disturbio externo que lo excita en un rango de frecuencia que comprende una de las frecuencias naturales del sistema, generando así la necesidad de implementar sistemas de control modal de vibraciones para atenuar la vibración del sistema en un determinado rango de frecuencia. En este trabajo se propone implementar un método de control activo de vibraciones en estructuras flexibles. Este método está basado en la teoría de control H-infinito utilizando una configuración de control por realimentación de salida. Para atenuar la vibración del sistema en un determinado rango de frecuencia se utilizan funciones de ponderación las cuales con introducidas en el problema de control H-infinito para definir las características de controlador de manera que este atenúe la vibración del sistema en la región de frecuencia correspondiente al modo de vibrar que se desea controlar (modo de interés). Este método de control de vibraciones es verificado utilizando el modelo de una viga flexible engastada en uno de sus extremos y que es modelada utilizando el método de los elementos finitos. Finalmente, los resultados son analizados y se discuten las ventajas y desventajas de este método.