Активный контроль вибрации

Активный контроль вибрации — это активное приложение силы, равной и противоположной силам, создаваемым внешней вибрацией . С помощью этого приложения можно поддерживать точный промышленный процесс на платформе, практически не подверженной вибрации.

Многие точные промышленные процессы не могут осуществляться, если на оборудование воздействует вибрация. Например, производство полупроводниковых пластин требует, чтобы машины, используемые для этапов фотолитографии, использовались практически в среде без вибрации, иначе субмикрометровые характеристики будут размыты. Активный контроль вибрации теперь также коммерчески доступен для снижения вибрации в вертолетах, предлагая больший комфорт при меньшем весе, чем традиционные пассивные технологии.

Раньше использовались пассивные методы. К ним относятся традиционные виброгасители , амортизаторы и изоляция основания .

Типичная система активного контроля вибрации использует несколько компонентов:

платформа Массивная , подвешенная на нескольких активных драйверах (которые могут использовать звуковые катушки , гидравлику , пневматику , пьезоэлектрические или другие методы).
Три акселерометра , измеряющие ускорение по трем степеням свободы.
Система электронного усилителя которая усиливает и инвертирует сигналы , акселерометров. можно ПИД-регулятор использовать для получения более высоких характеристик, чем простой инвертирующий усилитель.
Для очень больших систем необходимы пневматические или гидравлические компоненты, обеспечивающие необходимую высокую мощность привода.

Если вибрация является периодической , то система управления может адаптироваться к продолжающейся вибрации, тем самым обеспечивая лучшее подавление, чем было бы обеспечено, просто реагируя на каждое новое ускорение, не обращаясь к прошлым ускорениям.

Активный контроль вибрации был успешно реализован для гашения вибрации балочных , пластинчатых и оболочечных конструкций многими исследователями. ^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]Для эффективного активного контроля вибрации конструкция должна быть достаточно умной, чтобы чувствовать внешние возмущения и реагировать соответствующим образом. Чтобы разработать активную структуру (также известную как интеллектуальная структура), интеллектуальные материалы должны быть интегрированы или встроены в структуру. Интеллектуальная структура включает в себя датчики (деформации, ускорения, скорости, силы и т. д.), исполнительные механизмы (силы, инерции, деформации и т. д.) и алгоритм управления ( обратная связь или упреждение ). ^[1] За прошедшие годы было исследовано и изготовлено множество умных материалов; некоторые из них — сплавы с памятью формы , пьезоэлектрические материалы, оптические волокна , электрореологические жидкости, магнитострикционные материалы. ^[7]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Преумонт, А. (2011). Виброконтроль активных конструкций: Введение . Спрингер.
^ Васкес, CMA; Диас Родригес, Ж. (1 сентября 2006 г.). «Активный контроль вибрации интеллектуальных пьезоэлектрических балок: сравнение классической и оптимальной стратегий управления с обратной связью». Компьютеры и конструкции . Композитные адаптивные конструкции: моделирование и моделирование. 84 (22–23): 1402–1414. doi : 10.1016/j.compstruc.2006.01.026 .
^ Омиди, Эхсан; Махмуди, С. Нима (27 февраля 2015 г.). «Консенсусное управление с положительной обратной связью по положению для ослабления вибрации интеллектуальных конструкций». Умные материалы и конструкции . 24 (4): 045016 (11 стр.). Бибкод : 2015SMaS...24d5016O . дои : 10.1088/0964-1726/24/4/045016 . S2CID 110962882 .
^ Цю, Чжи-чэн; Чжан, Сяньминь; У, Хун-синь; Чжан, Хун-хуа (3 апреля 2007 г.). «Оптимальное размещение и активный контроль вибрации для пьезоэлектрической интеллектуальной гибкой консольной пластины». Журнал звука и вибрации . 301 (3–5): 521–543. Бибкод : 2007JSV...301..521Q . дои : 10.1016/j.jsv.2006.10.018 .
^ Шарма, Аншул; Кумар, Раджив; Вайш, Рахул; Чаухан, Вишал С. (1 сентября 2014 г.). «Эффективность бессвинцовых пьезоэлектрических материалов в борьбе с активной вибрацией конструкций». Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 25 (13): 1596–1604. дои : 10.1177/1045389X13510222 . ISSN 1045-389X . S2CID 110356866 .
^ Шарма, Аншул; Кумар, Раджив; Вайш, Рахул; Чаухан, Вишал С. (15 сентября 2015 г.). «Активный виброконтроль отражателя космической антенны в широком диапазоне температур». Композитные конструкции . 128 : 291–304. дои : 10.1016/j.compstruct.2015.03.062 .
^ Ганди, М.В. (1992). Умные материалы и конструкции . Спрингер.

[:0-1] Jump up to: ^а ^б Преумонт, А. (2011). Виброконтроль активных конструкций: Введение . Спрингер.

[2] Васкес, CMA; Диас Родригес, Ж. (1 сентября 2006 г.). «Активный контроль вибрации интеллектуальных пьезоэлектрических балок: сравнение классической и оптимальной стратегий управления с обратной связью». Компьютеры и конструкции . Композитные адаптивные конструкции: моделирование и моделирование. 84 (22–23): 1402–1414. doi : 10.1016/j.compstruc.2006.01.026 .

[3] Омиди, Эхсан; Махмуди, С. Нима (27 февраля 2015 г.). «Консенсусное управление с положительной обратной связью по положению для ослабления вибрации интеллектуальных конструкций». Умные материалы и конструкции . 24 (4): 045016 (11 стр.). Бибкод : 2015SMaS...24d5016O . дои : 10.1088/0964-1726/24/4/045016 . S2CID 110962882 .

[4] Цю, Чжи-чэн; Чжан, Сяньминь; У, Хун-синь; Чжан, Хун-хуа (3 апреля 2007 г.). «Оптимальное размещение и активный контроль вибрации для пьезоэлектрической интеллектуальной гибкой консольной пластины». Журнал звука и вибрации . 301 (3–5): 521–543. Бибкод : 2007JSV...301..521Q . дои : 10.1016/j.jsv.2006.10.018 .

[5] Шарма, Аншул; Кумар, Раджив; Вайш, Рахул; Чаухан, Вишал С. (1 сентября 2014 г.). «Эффективность бессвинцовых пьезоэлектрических материалов в борьбе с активной вибрацией конструкций». Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 25 (13): 1596–1604. дои : 10.1177/1045389X13510222 . ISSN 1045-389X . S2CID 110356866 .

[6] Шарма, Аншул; Кумар, Раджив; Вайш, Рахул; Чаухан, Вишал С. (15 сентября 2015 г.). «Активный виброконтроль отражателя космической антенны в широком диапазоне температур». Композитные конструкции . 128 : 291–304. дои : 10.1016/j.compstruct.2015.03.062 .

[7] Ганди, М.В. (1992). Умные материалы и конструкции . Спрингер.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]