Dæmpning af kontruktioner
Translated title
Damping of structures
Authors
Jakobsen, Kristian ; Olsen, Peter
Term
4. term
Education
Publication year
2008
Pages
147
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan man kan mindske vibrationer i fleksible konstruktioner med en gangbro som hovedcase. Vi udvikler en deterministisk fodgængermodel baseret på den aktuelle litteratur for at beskrive, hvordan gang exciterer broen. Først anvender vi passiv dæmpning med en tunet massedæmper, en lille ekstra masse afstemt til broens vibrationsfrekvenser, så den bevæger sig modsat og optager energi, og vi fastlægger optimale indstillingsparametre. Derefter indfører vi aktiv, multimodal styring ved at tilføje en styrbar kraft til massedæmperen for at målrette flere vibrationsmodi. To strategier vurderes: polplacering, som fastsætter systemets dynamik ved at tildele ønskede poler, og optimal styring, som minimerer en ydelsesfunktion. Med udgangspunkt i dette implementerer vi en kombineret tilgang, der bruger polplacering sammen med integralstyring for at håndtere fejl i stationær tilstand. Metoden testes i et laboratorieopstilling med en cantileverbjælke udstyret med en piezoelektrisk aktuator, som omdanner elektrisk spænding til små mekaniske bevægelser. Til sidst simulerer vi fodgængere, der krydser broen, og sammenligner, hvordan de passive og aktive metoder reducerer vibrationer.
This thesis explores how to reduce vibrations in flexible structures, using a pedestrian bridge as the main case. We develop a deterministic pedestrian model based on current literature to represent how walking excites the bridge. First, we apply passive damping with a tuned mass damper, a small mass tuned to the bridge’s vibration frequencies so it moves out of phase and absorbs energy, and we determine optimal tuning parameters. We then introduce active, multi-modal control by adding a controllable force to the tuned mass damper to target several vibration modes. Two strategies are evaluated: pole placement, which sets the system’s dynamics by assigning desired poles, and optimal control, which minimizes a performance measure. Building on this, we implement a combined approach that uses pole placement together with integral control to address steady-state errors. The method is tested in a laboratory setup with a cantilever beam equipped with a piezoelectric actuator, which converts electrical voltage to small mechanical motions. Finally, we simulate pedestrians crossing the bridge and compare how the passive and active methods perform in reducing vibrations.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents