Detecção visual e controle H∞ das vibrações de três vigas flexíveis acopladas

QIU Zhicheng ,  

HE Chenghu ,  

摘要

As velas solares em veículos espaciais e as antenas de satélite são sistemas de múltiplos corpos flexíveis acoplados. Estruturas acopladas de múltiplos corpos flexíveis apresentam modos densos, baixa rigidez e pequeno amortecimento, sendo suscetíveis a excitações perturbadoras que geram vibrações acopladas persistentes e de grande amplitude. Para estudar a supressão ativa de vibrações e a capacidade de resistência a perturbações dessas estruturas, este artigo foca em um sistema de três vigas flexíveis acopladas, usando visão computacional para a detecção de vibrações e o uso em retroalimentação, e um método de controle não linear H∞ para controle de vibrações. Foi estabelecida uma plataforma experimental baseada na detecção visual de três vigas flexíveis piezelétricas acopladas por molas. Um modelo de elementos finitos foi construído e os parâmetros do modelo foram identificados e corrigidos com base em sinais de vibração livre e sinais de resposta senoidal. Baseado no algoritmo H∞, foram apresentados indicadores de resistência a perturbações, e utilizando o modelo de elementos finitos identificado e o controlador não linear projetado, e baseado nos indicadores de resistência a perturbações, velocidade de controle e consumo de energia, foi obtido um controlador H∞. Foi realizado um estudo experimental de controle de vibrações perturbadoras baseado em retroalimentação visual. Os resultados experimentais mostram que a velocidade de supressão de vibrações com controle H∞ é basicamente igual à do controle PD, mas a amplitude da vibração no estado estacionário é menor com o controle H∞. Isso indica que o controle H∞ possui melhor capacidade de resistência a perturbações do que o controle PD.

关键词

estruturas de múltiplos corpos flexíveis; vibração acoplada; detecção visual; controle H∞

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