Rozprawa doktorska opisuje kompletną procedurę szybkiego prototypowania układu aktywnego tłumienia drgań konstrukcji mechanicznych. Cała procedura została podzielona na dwie zasadnicze części: symulacyjno-obliczeniową i eksperymentalną. Zastosowanie tej metody znacznie upraszcza proces projektowania struktury układu zamkniętego i praw sterowania jak również redukuje koszty związane z przebudowywaniem obiektu na etapie projektowania. Wspomniana procedura zilustrowana została na przykładzie dwóch konstrukcji: belkowej i prętowej. W pierwszym etapie projektowania z wykorzystaniem MES została określona quasi-optymalna lokalizacja piezoelementów pomiarowych i wykonawczych na konstrukcji. Następnie wyznaczono wskaźniki jakości zbudowane na siłach sterujących i na modalnych odkształceniach, które ostatecznie posłużyły do wyznaczenia modelu matematycznego konstrukcji. W oparciu o dostępne sygnały wejścia-wyjścia oraz o model matematyczny zostały przeprowadzone badania symulacyjne mające na celu znalezienie jak najprostszych praw sterowania. W obu przypadkach zastosowano podejście momentowe. W drugim etapie zbudowano rzeczywiste konstrukcje z elementami automatyki. Mając dostęp do sygnałów wejścia-wyjścia zidentyfikowano dynamikę układu otwartego. Wyznaczony model transmitancyjny posłużył do symulacyjnej weryfikacji praw sterowania. Następnie poprawione prawo sterowania wykorzystano do sprawdzenia dynamiki układu zamkniętego eksperymentalnie na stanowiskach badawczych. Uzyskane wyniki w obu przypadkach potwierdziły prawidłowość zastosowanych procedur projektowych.
Title: Fast Prototyping Method of the Active Vibration Damping for Mechanical Systems
A fast prototyping of the active vibration control systems for mechanical structures is presented in the doctor thesis. The full proposed vibration control procedure was divided into two stage: simulation-computational and experimental. Using this method significantly simplify process of prototyping the control law and structure of close-loop system. Furthermore using this method reduced cost rebuilt the plant on the prototype stage. Above procedure are shown on the base two structure: beam structure and bar structure.
In the first stage of the prototyping the MES were used to find quasi-optimal localization piezo-sensor and piezo-actuator in the structure. Next the cost functions modal forces and modal displacement was created in goal obtain the mathematical model structures. In the second stage, the structures with piezo-elements were designed and tested in the lab. The more exact mathematical model of the structure was obtained as a result of the identification procedure. Next the correct control law was used to investigation dynamic of the closed-loop system in the lab stands. Obtained results in both cases have proved that these procedure is correctly. In this way was obtained additional damp in the systems which also excellent reduce vibration the both mechanical structures.
