Детальная информация

Статья посвящена сравнению эффективности двух методов реализации модального управления для активного гашения колебаний распределенных упругих систем: метода модальных фильтров, предполагающего линейное преобразование измеренных и управляющих сигналов, и метода наблюдателей, использующих модель объекта для восстановления вектора состояния по результатам измерений. Для этого численно решается задача (в двух постановках) гашения вынужденных изгибных колебаний тонкой металлической балки на нескольких низших резонансах с помощью пьезоэлектрических сенсоров и актуаторов. Полученные результаты показали бесспорное преимущество метода наблюдателей перед методом модальных фильтров. Проанализированы эффекты передачи сигнала в контуре управления, возникающие в реальных системах, но не принимаемые, как правило, во внимание в численных исследованиях. Установлено, что эти эффекты существенно влияют на эффективность синтезируемых систем управления, поэтому их необходимо учитывать при моделировании.

The article compares the efficiency of two methods for implementing modal control for active vibration suppression of distributed elastic systems. The former is the modal filter method, which implies a linear transformation of measured and control signals; the latter is the method of modal observers, which uses the object model to reconstruct the state vector from the measurement signals. For this purpose, the problem of suppression of forced bending vibrations of a thin metal beam at several lower resonance frequencies has been solved numerically for two different objects. The simulation results showed an undeniable advantage of the observer method over the modal filter one. The inherent effects of signal transmission in the control loop, occurring in real systems but usually neglected in numerical studies were analyzed. It was established that these phenomena had a significant impact on the efficiency of the synthesized control systems. Therefore, they must be taken into account in numerical simulations.