Control semiactivo en la mitigación de vibraciones relativas de instrumentos soportados por subestructuras flexibles.

GARRIDO HERNÁN; CURADELLI, OSCAR; AMBROSINI, DANIEL

Mendoza

Congreso; VII Congreso Argentino de Tecnología Espacial - CATE 2013; 2013

Un problema común en aplicaciones espaciales es el control de vibraciones en los soportes deinstrumentos que trabajan de a pares. Normalmente es deseable minimizar las vibraciones absolutas de los instrumentos. Sin embargo, en algunos casos es más importante minimizar la vibración en términosdel desplazamiento relativo entre dichos instrumentos.El control de vibraciones se clasifica en tres grandes grupos: Control Pasivo, Control Activo yControl Semiactivo (y Control Híbrido que es alguna combinación de los otros tres). El Control Pasivo esla alternativa más confiable, económica y difundida de todas. Sin embargo, las fuerzas que permite ejercer sobre la estructura son función solamente de las velocidades y/o desplazamientos relativos de los grados de libertad (GDL) en los que se han instalado los dispositivos de control (collocated damping).Los sistemas de Control Activo, por su parte, se pueden implementar como un único sistema decontrol de múltiples entradas (sensores) y múltiples salidas (actuadores). Esto permite que las fuerzas aplicadas a la estructura sean en general función de las velocidades y/o desplazamientos de todos los GDL (non collocated damping). Esto otorga gran flexibilidad al diseñador de las leyes de control; permitiendo, por ejemplo, minimizar efectivamente los desplazamientos relativos entre dos subestructuras sin necesidad de vincularlas mecánicamente. Desafortunadamente, los sistemas de Control Activo son prohibitivos en muchas aplicaciones espaciales debido al riesgo de desestabilización y al volumen, peso y consumo energético de los actuadores.Los sistemas de Control Semiactivo poseen una estructura similar a los de Control Activo en elsentido en que poseen sensores, un controlador y actuadores. La diferencia radica en que los actuadores están implementados mediante dispositivos pasivos con alguna característica variable en tiempo real (e.g. amortiguamiento). Esto los hace más económicos, confiables y con mucho menor consumo de energía que los activos, sin perder la flexibilidad que les brinda el diseño de la ley de control.En el presente trabajo se muestra la habilidad de los sistemas semiactivos para controlarvibraciones relativas entre dos subestructuras flexibles sin necesidad de vincularlas mecánicamente.Específicamente, se considera una estructura constituida por un bloque rígido del que se desprenden dos vigas reticuladas que sirven de soporte de sendos instrumentos. Se diseña un sistema de control provisto de amortiguadores semiactivos y se realiza un estudio numérico de su desempeño. De los resultados obtenidos se advierte que el Control Semiactivo es prometedor en la mitigación de vibraciones relativas entre subestructuras espaciales.