MX356544B - Medición estructural en tiempo real (rtsm) para dispositivos de control de retroalimentación activos y semi-activos. - Google Patents

Abstract

La siguiente invención presenta una solución para medir desplazamientos relativos entre diferentes puntos dentro de una estructura. Esta señal está destinada a ser utilizada como una señal de retroalimentación en tiempo real para el control activo y semi-activo de la vibración estructural. El control de vibraciones reduce el movimiento estructural causado por cualquier fuente de vibración natural o artificial. Los métodos convencionales disponibles para medir los desplazamientos relativos a menudo no son capaces de medir el desplazamiento en tiempo real con precisión. Un retraso en la señal medida está a menudo presente y tiene un efecto negativo en la señal de retroalimentación utilizada por el dispositivo de control. La invención consiste en un sistema que comprende un elemento axial pretensado (1) instalado entre dos puntos diferentes de un estructura flexible (deformable) (2), utilizando un conector o conexión fijo a la base (5) y otro conector o conexión fijo a la estructura (6). A medida que la estructura flexible (2) vibra en sus modos de vibración en respuesta a una excitación externa, desplazamientos relativos se producirán entre los dos puntos de conexión (5) y (6) del elemento axial (1). Este desplazamiento relativo con respecto a una referencia (0) puede ser medido por un sensor de medición de rotación usando la rotación f del elemento axial medido en cualquiera de los puntos de conexión (5) o (6). Con la presente invención sólo los desplazamientos contenidos en el plano de la Figura 1 y perpendiculares al elemento axial (1) pueden ser medidos. Los desplazamientos en la dirección axial del elemento de pretensado no se miden. Además, en cualquiera de los puntos intermedios a lo largo del elemento pretensado axial (1), el desplazamiento relativo entre la estructura flexible (2) y el elemento axial (1) puede ser medido por sensores de desplazamiento (3). Con estas mediciones, la forma de desplazamiento de toda la estructura se puede conseguir en tiempo real en un número finito de puntos definidos a lo largo del elemento axial (1). En el caso de la instalación de un segundo elemento axial (4), por ejemplo, donde un modo superior tiene un nodo (sin desplazamiento relativo de la estructura (2) en este nodo con respecto a la referencia (0)), la contribución de este modo para el desplazamiento será filtrada y no será medida. Al suponer, que el desplazamiento de la estructura está controlada por los dos primeros modos, a menudo una buena aproximación en la práctica para los desplazamientos inducidos por sismos, las contribuciones modales para el desplazamiento de estos dos modos pueden ser medidas de forma independiente en tiempo real. Además, controlando diferentes modos mediante dispositivos activos o semi-activos en la estructura, el rendimiento de la estructura se puede mejorar en algunos casos. Para mantener el nivel de ruido de la señal medida tan bajo como sea posible, introducido por vibraciones naturales del elemento axial (1), es importante que las frecuencias fundamentales de los elementos axiales (1) sean significativamente mayores que las frecuencias naturales de la estructura flexible (2). Para alcanzar este objetivo, es necesario utilizar un elemento axial (1) hecho de materiales tales como fibra de carbono, que tiene una pequeña densidad de masa y que puede ser altamente pretensado.