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Rediseño de un sistema activo de control de vibraciones en una rectificadora sin centros: simulación numérica e implementación práctica

Rediseño de un sistema activo de control de vibraciones en una rectificadora sin centros: simulación numérica e implementación práctica

En este artículo se presenta una metodología novedosa para optimizar un sistema activo de control de chatter basado en actuadores piezoeléctricos en una rectificadora sin centros.  Con el procedimiento de modelado propuesto, se obtiene un sistema de control compacto y eficiente, perfectamente adaptado a las características específicas de la máquina.  En primer lugar, se presentan brevemente los trabajos teóricos y experimentales previos realizados en la rectificadora sin centros analizada, haciendo especial énfasis en el desarrollo de un modelo de elementos finitos (FE) validado capaz de predecir el comportamiento de la máquina controlada activamente.

Posteriormente, haciendo uso de este modelo FE, se desarrolla un procedimiento teórico para optimizar el sistema de control.  En concreto, los actuadores piezoeléctricos se rediseñan para lograr una solución orientada a las características específicas de la máquina y el algoritmo de control se adapta al nuevo diseño, dando lugar a una solución mecatrónica altamente integrada.  El nuevo plan de control activo se simula utilizando un modelo de espacio de estados de orden reducido, verificando la efectividad de la solución propuesta.  Finalmente, en línea con el nuevo diseño, se fabrica e integra un prototipo en la máquina, y se muestran los resultados experimentales obtenidos en diferentes condiciones de funcionamiento.

El estudio de los resultados teóricos y experimentales permite comprobar las mejoras en la estabilidad de chatter del proceso una vez que se ha aplicado el sistema de control, así como confirmar el rendimiento teórico previsto.  De esta manera, el trabajo realizado en este documento muestra el uso satisfactorio de un modelo FE validado para tratar el proceso de optimización de un sistema de control activo de chatter.

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