Nonlinear controllers for vibration suppression in a large flexible structure: Fid-Bau Portal

Nonlinear controllers for vibration suppression in a large flexible structure

Casella, F. / Locatelli, A. / Schiavoni, N.

In langen Fachwerkträgern können in Folge der Elastizität mechanische Schwingungen auftreten. Es gibt zwei unterschiedliche Eingriffsmöglichkeiten für die aktive Schwingungsdämpfung. Stellglieder können in die Befestigungen senkrecht zur Längsrichtung und/oder in die Stäbe, d.h. in Längsrichtung eingebaut werden. Die weit von einander plazierten und senkrecht zur Längsrichtung wirkenden Stellgeräte beeinflussen praktisch nur die örtlichen Beschleunigungen. Die in Längsrichtung plazierten Stellglieder wirken auf die Beschleunigungen im ganzen Träger. Der zweite Unterschied lag in den Arten der Stellgeräte. Senkrecht zur Trägerlänge wurden zweiwertige unstetige Stellgeräte und in Längsrichtung stetige Stellgeräte eingebaut. Es wurden aktive Regelungen zur Schwingungsdämpfung für beide Stellgeräte einzeln abgeleitet. Die Regelungsalgorithmen verwenden eine dem Vorzeichen der Geschwindigkeit entgegengesetzte Kraft, mit Ausnahme des Falles, wenn die Stellkraft größer als die elastische Kraft und ihr entgegengerichtet ist. Die Zustandsgrößen, wie Geschwindigkeiten, wurden aus Beschleunigungsmessungen mit dem Kalman-Filter berechnet. Ein Träger mit 28-ter Ordnung wurde mit einem Prozeßmodell von 8-ter Ordnung angenähert, so daß die Moden von höherer Ordnung nicht berücksichtigt wurden. Trotzdem wurden die Schwingungen wirksam gedämpft. Versuchsergebnisse an einem Träger von 75 kg Gewicht und 19 m Länge wurden mit sechs zweiwertigen unstetigen Stellgeräten erfolgreich durchgeführt.