Controlul Activ al Vibrațiilor Modulate în Amplitudine sau Frecvență

Rezumat

Studiul controlului activ al vibraţiilor modulare în amplitudine sau frecvenţã a fost realizat în scopul determinãrii eficienţei acestei tehnologii moderne pentru atenuarea vibraţiilor şi zgomotului sistemelor cu roţi dinţate. Testele pentru modulaţii în amplitudine şi frecvenţã au fost realizate în bandã îngustã cu sau fãrã rezonanţã, cu ajutorul unui dispozitiv de control cu o intrare şi o ieşire folosind un filtru adaptiv FIR (finite - impulse - response). Studiile teoretice au urmãrit optimizarea actuatorilor şi a traductorilor în cazul unui arbore de susţinere a roţilor dinţate supus unei perturbaţii.

Rezultatele experimentele au demonstrat eficienţa controlului activ al vibraţiilor modulate.

În timpul procesului de antrenare vibraţiile angrenajelor, datoritã fluctuaţiilor în încãrcarea dintelui şi a variaţiei vitezei unghiulare şi a roţilor dinţat. Cele douã modulaţii determinã în jurul frecvenţelor şi a armonicelor acestor benzi laterale de frecvenţã determinând o creştere a nivelului de zgomot. În această lucrare sunt prezentate cercetãrile teoretice şi experimentale realizate, pentru determinarea fezabilitãţii controlului activ al vibraţiilor generate de angrenaje în bandã îngustã, cu şi fãrã rezonanţã. în acest scop a fost conceput un sistem de control cu o singurã ieşire, bazat pe un filtru adaptiv cu rãspuns finit (FIR), realizat cu ajutorul programului LabView.

Studiile teoretice au urmãrit optimizarea amplasãrii actuatorilor şi a traductorilor în cazul unui arbore de susţinere a roţilor dinţate supus unor perturbaţii modulate în amplitudine şi frecvenţã. Rezultatele experimentale au demonstrat eficienţa controlului activ al vibraţiilor modulate în amplitudine sau frecvenţã.

1.1. Introducere

Spectrul de frecvenţã al vibraţiilor generate de maşinã are energia distribuitã, în principal, la un numãr de componente armonice. În sistemele cu roţi dinţate, cercetãrile au evidenţiat un fenomen de modulaţie a forţei de angrenare în amplitudine sau în frecvenţã, cât şi combinaţia acestor modulãri. Procesul de modulaţie produce forţe de vibraţii în benzile laterale ale frecvenţelor de angrenare şi armonicelor acestora.

Zgomotul corespunzãtor vibraţiei în benzile laterale ale frecvenţelor, poate avea o influenţã semnificativã asupra nivelului global al zgomotului generat de procesul de angrenare şi în special asupra percepţiei acestuia.

Scopul principal al acestei lucrări este cercetarea teoreticã şi experimentalã a fezabilitãţii controlului activ a perturbaţiilor produse de fenomenul de modulaţie în comportarea vibratorie a unei structuri rezonante simple, formatã dintr-o barã de susţinere a unei structuri rezonante simple. În literatura de specialitate sunt prezentate lucrãri de control activ a vibraţiilor şi sunetului armonic, implicând şi turbulenţe în bandã largã. Câteva lucrãri au abordat şi studii legate de perturbaţiile periodice multi - frecvenţã realizând o comparaţie a diferitelor metode de control pentru anularea distorsiuniilor în bandã îngustã. Chen şi Lewis au izolat activ o perturbaţie vibratorie constituitã din douã armonici la 40 şi 50 Hz, folosind un filtru cu rãspuns finit la impuls (FIR), de coeficient 2. Spencer a studiat controlul activ al vibraţiilor la frecvenţa de angrenare şi armonicele acesteia pentru o transmisie de elicopter, realizatã la o scarã redusã.