Predictive control algorithm for the Adaptive Tuned Particle Impact Damper
W niniejszej pracy przedstawiono nową strategię sterowania predykcyjnego dla Adaptacyjnego Tłumika Uderzeniowego (ATPID), mającą na celu poprawę tłumienia drgań w systemach o ograniczonej dostępnej informacji. Proponowany algorytm sterowania, nazwany Algorytmem Sterowania Predykcyjnego (PCA), opiera się na przewidywaniu i optymalizacji dynamiki układu i działa skutecznie nawet wtedy, gdy parametry systemu i wymuszenia są nieznane. Jedynym dostępnym wejściem dla procesu sterowania jest zmierzona odpowiedź drgań układu. W tych warunkach PCA dokładnie szacuje optymalną wysokość tłumika w czasie rzeczywistym, osiągając redukcję drgań do 75%. Algorytm wykazuje również drugi tryb działania: gdy dostępny jest teoretyczny model układu mechanicznego, PCA może wykorzystać tę dodatkową wiedzę w celu dalszego zwiększenia dokładności sterowania i wydajności. Dwa podejścia operacyjne algorytmu umożliwiają jego zastosowanie w szerokim zakresie pracy. Odporność podejścia została dodatkowo zweryfikowana poprzez analizy czułości badające wpływ zmian masy granulatu, amplitudy wymuszenia oraz grawitacji. Wyniki uzyskane za pomocą algorytmu PCA wykazują, że błąd predykcji wysokości pozostaje poniżej 10%, przy czym dokładność rośnie w warunkach większego wymuszenia i masy granulatu. Główną nowością niniejszej pracy jest opracowanie wszechstronnego i w pełni adaptacyjnego algorytmu sterowania predykcyjnego dla tłumika ATPID, zdolnego do optymalizacji parametrów urządzenia wyłącznie na podstawie informacji zwrotnej z drgań, a jednocześnie wykorzystującego matematyczne modele systemu. Proponowany algorytm sterowania stanowi istotny postęp w rozwoju adaptacyjnych struktur mechanicznych.
Artykuł:
Mechanical Systems and Signal Processing
Autorzy z PW:
Mateusz Żurawski, Robert Zalewski
Dyscyplina:
Rok wydania: