[article] in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 278-286 p. | Titre : | Active Vibration Control of a Flexible Beam Using a Buckling-Type End Force | | Titre original : | Commande Active de Vibration d'un Faisceau Flexible en Utilisant un Type de Boucle Force d'Extrémité | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Nudehi, Shahin, Auteur ; Mukherjee, Ranjan, Auteur ; Shaw, Steven W. | | Article en page(s) : | 278-286 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Force d'extrémité Vibration Amplitude modale Vibration transversale Stabilité Lyapunov Déclancheur Polarisation | | Résumé : | In this paper, we explore the use of end forces for vibration control in structural elements. The process involves vibration measurement and observer-based estimation of modal amplitudes, which are used to determine when to apply an end load such that it will remove vibration energy from the structure. For this study, we consider transverse vibration of a cantilever beam with a buckling-type end load that can be switched between two values, both of which are below the buckling load. The stability of the control system is proven using Lyapunov stability theory and its effectiveness is demonstrated using simulations and physical experiments. It is shown that the effectiveness of the approach is affected by the bandwidth of the actuator and the attendant characteristics of the filter, the level of the control force, and the level of bias in the end force. The experiments employ a beam fitted with a cable mechanism and motor for applying the end force, and a piezoelectric patch for taking vibration measurements. It is shown that the first two modes of the beam, whose natural frequencies are less than the bandwidth of the motor, are very effectively controlled by the proposed scheme.
En cet article, nous explorons l'utilisation des forces d'extrémité pour la commande de vibration dans les éléments structuraux. Le processus comporte la mesure de vibration et l'évaluation observateur-basée des amplitudes modales, qui sont employées pour déterminer quand appliquer une charge d'extrémité tels qu'elles enlèveront l'énergie de vibration de la structure. Pour cette étude, nous considérons la vibration transversale d'un faisceau en porte-à-faux avec un boucler-type charge d'extrémité qui peut être commuté entre deux valeurs, dont toutes les deux sont au-dessous de la charge de boucle. La stabilité du système de commande est prouvée qu'en utilisant la théorie de stabilité de Lyapunov et son efficacité est démontré en utilisant des simulations et des expériences physiques. On lui montre que l'efficacité de l'approche est affectée par la largeur de bande du déclencheur et des caractéristiques propres du filtre, le niveau de la force de commande, et le niveau de la polarisation dans la force d'extrémité. Les expériences utilisent un faisceau équipé d'un mécanisme de câble et circulent en voiture pour l'application de la force d'extrémité, et une pièce rapportée piézoélectrique pour prendre des mesures de vibration. On lui montre que les deux premiers modes du faisceau, dont les fréquences normales sont moins que la largeur de bande du moteur, sont très efficacement commandés par l'arrangement proposé. | | En ligne : | mukherji@egr.msu.edu |
[article] Active Vibration Control of a Flexible Beam Using a Buckling-Type End Force = Commande Active de Vibration d'un Faisceau Flexible en Utilisant un Type de Boucle Force d'Extrémité [texte imprimé] / Nudehi, Shahin, Auteur ; Mukherjee, Ranjan, Auteur ; Shaw, Steven W. . - 278-286 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 278-286 p. | Mots-clés : | Force d'extrémité Vibration Amplitude modale Vibration transversale Stabilité Lyapunov Déclancheur Polarisation | | Résumé : | In this paper, we explore the use of end forces for vibration control in structural elements. The process involves vibration measurement and observer-based estimation of modal amplitudes, which are used to determine when to apply an end load such that it will remove vibration energy from the structure. For this study, we consider transverse vibration of a cantilever beam with a buckling-type end load that can be switched between two values, both of which are below the buckling load. The stability of the control system is proven using Lyapunov stability theory and its effectiveness is demonstrated using simulations and physical experiments. It is shown that the effectiveness of the approach is affected by the bandwidth of the actuator and the attendant characteristics of the filter, the level of the control force, and the level of bias in the end force. The experiments employ a beam fitted with a cable mechanism and motor for applying the end force, and a piezoelectric patch for taking vibration measurements. It is shown that the first two modes of the beam, whose natural frequencies are less than the bandwidth of the motor, are very effectively controlled by the proposed scheme.
En cet article, nous explorons l'utilisation des forces d'extrémité pour la commande de vibration dans les éléments structuraux. Le processus comporte la mesure de vibration et l'évaluation observateur-basée des amplitudes modales, qui sont employées pour déterminer quand appliquer une charge d'extrémité tels qu'elles enlèveront l'énergie de vibration de la structure. Pour cette étude, nous considérons la vibration transversale d'un faisceau en porte-à-faux avec un boucler-type charge d'extrémité qui peut être commuté entre deux valeurs, dont toutes les deux sont au-dessous de la charge de boucle. La stabilité du système de commande est prouvée qu'en utilisant la théorie de stabilité de Lyapunov et son efficacité est démontré en utilisant des simulations et des expériences physiques. On lui montre que l'efficacité de l'approche est affectée par la largeur de bande du déclencheur et des caractéristiques propres du filtre, le niveau de la force de commande, et le niveau de la polarisation dans la force d'extrémité. Les expériences utilisent un faisceau équipé d'un mécanisme de câble et circulent en voiture pour l'application de la force d'extrémité, et une pièce rapportée piézoélectrique pour prendre des mesures de vibration. On lui montre que les deux premiers modes du faisceau, dont les fréquences normales sont moins que la largeur de bande du moteur, sont très efficacement commandés par l'arrangement proposé. | | En ligne : | mukherji@egr.msu.edu |
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