Resumen

En este documento se presenta un estudio que utiliza una sencilla analogía mecánica para ajustar analíticamente el controlador PD (proporcional-derivativo) de un sistema de manipulador flexible lineal. Más específicamente, el objetivo es proporcionar soluciones simples en forma cerrada de las ganancias óptimas P y D para obtener el ancho de banda máximo bajo un requisito de amortiguamiento dado, o, inversamente, el amortiguamiento máximo bajo un requisito de ancho de banda dado. La idea de este estudio se basa en la observación de que el rendimiento del sistema completo del manipulador está en gran medida determinado por la dinámica operativa del modo fundamental de vibración. Por lo tanto, se aplica un método de elementos concentrados para modelar esta dinámica en términos de simples elementos mecánicos concentrados. Posteriormente, resulta que el problema original de control de servo es análogo a un problema de diseño convencional de montaje Zener, es decir, matemáticamente, optimizar un sistema dinámico de tercer orden que consiste en el modelo Zener de un montaje viscoelástico

• Materias:Matriz acústica Ingeniería subterránea Vibración longitudinal Transmisión dinámica Fallas de rodamientos
• Subjects:Acoustic array Underground engineering Longitudinal vibration Dynamic transmission Bearing failures
• Palabras claves:Estudio; Analogía mecánica; Controlador PD; Sistema de manipulador flexible lineal; Soluciones en forma cerrada; Ganancias óptimas de P y D; Ancho de banda; Requisito de amortiguamiento; Método de elementos concentrados; Dinámica operacional; Modo de vibración; Elementos mecánicos concentrados; Problema de control de servo; Problema de diseño de montaje Zener; Sistema dinámico de tercer orden; Montaje viscoelástico; Objeto inercial; Metodología de diseño; Elementos óptimos; Ganancias de control; Simulaciones; Experimentos; Viga flexible de eslabón único.
• Keywords:Study; Mechanical analogy; PD controller; Linear flexible manipulator system; Closed-form solutions; Optimal P and D gains; Bandwidth; Damping requirement; Lumped element method; Operational dynamics; Vibration mode; Lumped mechanical elements; Servo control problem; Zener mount design problem; Third-order dynamic system; Viscoelastic mount; Inertial object; Design methodology; Optimal elements; Control gains; Simulations; Experiments; Single-link flexible beam.